刮板輸送機變頻驅動控制系統的研究.pdf

1、刮板輸送機是煤礦工作面上重要設備之一，承擔著運煤任務和為采煤機提供運行軌道以及為液壓支架提供推移支點。刮板輸送機工作中頻繁起動，重載起動，不但啟動難，還浪費了大量電能。針對這一問題，研究了刮板輸送機的驅動系統。
　　 分析了目前刮板輸送機采用的幾種耦合驅動系統，結果表明采用變頻驅動綜合程度最好。為此，本文主要是研究刮板輸送機的變頻驅動控制系統，具體內容包括以下幾個方面:
　　 首先研究了刮板輸送機的負載特性。簡單介紹了刮

2、板輸送機的傳動系統組成，刮板輸送機的電動機特性，對啟動困難和經常過載的原因進行了分析，同時對四種常用的速度起動曲線進行比對，反S形曲線相對較好，能夠實現刮板輸送機的平滑起動。為了具體分析刮板輸送機的負載特性，以刮板鏈的粘彈性搭建Kelvin-Vogit模型，以有限元的方法分析刮板鏈的動力學方程、刮板輸送機的動力學方程，從而建立了刮板輸送機位移、速度、加速度和張力的動力學模型。分析了目前刮板輸送機機頭機尾雙機起動下出現的功率不平衡現象，影

3、響因子為功率分配和起動順序時間差。
　　 其次，對變頻驅動模型進行了可行性分析。直接轉矩控制以其結構簡單，對轉矩進行直接控制為本文所采用。簡要介紹了直接轉矩控制技術的理論基礎，分析傳統直接轉矩控制系統下低速轉矩脈動大的原因，而目前采用SVPWM技術能夠彌補該缺陷。鑒于此，搭建了基于SVPWM的直接轉矩控制系統模型，并對此模型進行仿真。仿真結果顯示，輸出波形較為平滑，毛刺較少，且普通恒轉矩負載和刮板輸送機下的結果差異并不明顯。這表

4、明基于SVPWM的直接轉矩控制系統應用在刮板輸送機變頻驅動中具有可行性。
　　 為此，以刮板輸送機的DSB75型電機參數為原型，在電網電壓1140V下，計算選擇器件，搭建變頻驅動系統的硬件電路。硬件電路主要包括主電路、控制電路和保護電路。其中主電路主要是對整流電路、濾波電路、能耗制動電路、逆變電路和驅動電路進行設計;控制電路是以DSP2407芯片搭建的控制系統;保護電路主要有:直流母線上的過壓、欠壓保護和短路保護，IGBT的過流

5、、過壓保護，電動機的過熱保護、過載保護和斷相保護。
　　 基于控制芯片DSP2407，在CCS3.3環(huán)境下編寫直接轉矩控制系統的相關程序。主要有DSP初始化程序、主程序和DTC算法程序。其中DTC算法程序是控制系統的核心所在，主要由中斷服務程序來實現，SVPWM程序是中斷服務程序的關鍵部分。故障中斷保護設計是系統設計必不可少的，主要目的是保護功率開關器件和電機。為了驗證程序的可行性，在實驗室小功率逆變器硬件電路上進行調試。首先是