变频器在交流提升机控制系统中的研究

由图1可看出，该系统构成为三相桥式6脉波接线交交变频器。相电压分别为UOR，UOS，UOT，彼此相差120°，作为三相电压输出。这种联结可使在选用的晶闸管承受电压较低的情况下，提高装置的输出电压。如果3个相电压中含有同样的直流分量，由于采用星形联结，线电压中不含有直流分量，变频器输出到负载的电压波中也不会出现直流分量。从而改善了变频器的输入功率因数。如果3个相电压中含有3,6,9等次谐波，由于这些谐波彼此同相，在该接线(Y接输出)中也相互抵消，不反映到负载及线电压中去，即输出相电压中的3倍频谐波不会传到电动机端。因此，该系统输出功率大，高次谐波少，输出波形好，工作可靠。

4控制系统构成

低频制动方式，使提升机在减速段可将部分机械能转变为电能回馈到电网，并自然过渡到爬行阶段，实现稳定的低速爬行。通过采用数字控制技术，其控制性能得到大大改善。本系统为速度、电流双闭环控制，充分利用了SIMOREGK6RA24的基本控制功能。主要由以下几个部分组成：

(1)主机板。核心为一16位单片机，用以完成系统的自动调节、逻辑操作、故障诊断、自动优化和运行状态及故障显示;

(2)信号板。完成控制电源分配、电流反馈信号传送、脉冲信号隔离放大、操作连锁等。

(3)光电隔离开关量输入、输出板;

(4)智能化A/D，D/A板;

(5)总线板。

各功能控制通过外部总线构成一控制系统，共同完成各项控制任务。其数字控制结构框图如图2所示。

图2中，3个电流反馈信号经电流互感器检测，并由两对采样开关整形后送入单片机;速度给定及速度反馈信号经滤波电路和绝对值电路变换后送入各组单片机。电流和速度调节均由计算机软件完成。数字触发脉冲信号由单片机的6个高速通道输出，并由高频调制信号一起送入逻辑门阵列电路，变换成互差60°的双脉冲列，再经放大和隔离，分别去触发各相功率组件。所有调节和控制全数字化，保证了系统的调节精度。

图2数字控制结构框图

交交变频器用于交流提升机控制系统的研究

传动装置的工作状态通过开关选择。“内控”时通过主机面板按键进行参数设置和装置调试;“外控”时由操作台接通传动装置，通过主机串行接口RS232(485)施加主给定，使交流提升机低频制动过程操作实现自动化。同时可利用6RA24的状态字观察晶闸管工作状态反馈信号，读出实际值及参数组的写入和储存，完成各数据与PC的通讯。

5应用实例

该交交变频全数字拖动控制系统就用于某矿主井，提升机型号JKMD-2.25×4E，AC6kV，800kW。其定转子回路采用真空接触器换向，整个操作过程为PLC控制带CRT监控。中信重机自动化工程公司制造安装，1998年12月投入使用。技术性能完全达到设计要求，运行效果良好，保证了提升设备的安全生产。

6结论

(1)采用全数字控制交交变频装置作为低频电源用于交流提升机的拖动控制，提高了提升机运行的安全性，具有显著的节能效果。有利于改善提升机制动、爬行阶段的控制性能，减小爬行距离，缩短提升周期，提高生产能力。

(2)根据系统的运行结果，本装置可适用于矿井提升机的各种运输形式。由于控制器硬件采用了SIEMENS公司技术先进的标准产品，具有很高的可靠性，结合自行开发的软件和主电路控制系统，整套装置具有较高的性能价格比。