[01219097]面向矿用提升机频繁起制动的四象限变频调速模型研究

1. 任务来源：计划项目应写清计划名称及编号。计划外的应说明是横向或自选项目 河南省科技厅自然科学研究项目：矿用大功率交流变频能量回馈技术研究 项目编号：13A470246 2.应用领域和技术原理 矿井提升设备通常是非连续运行的,要保证设备以较高的速度安全的往返运行,要求提升系统的控制性能好,应有较高的调速性能和位置控制且具有可靠的安全保护,研究节能降耗使矿用大容量提升机能精确制动,具有良好的动态性能的变频调速系统无疑具有十分重要的现实意义。本项目在符合矿用大功率提升设备频繁起制动可逆运行等工程实践的条件下,探索其交流调速系统四象限运行状态特性问题,揭示影响矢量控制性能的变频调速模型参数辨识精度原因及规律,阐明基于LCL滤波的单位功率因数PWM整流控制机制,为改进提升机电控性能,提高系统节能减排效费比提供理论依据。 3性能指标（写明计划书或合同书要求的主要性能指标和实际达到的性能指标）。 任务书内容： 本项目将深入研究矿用大容量提升机在频繁起制动及可逆运行中变频调速模型的矢量控制和PWM整流控制策略。研究描述提升机交流调速系统非连续循环四象限运行与能量双向传递关系的数学模型,获得相关的矢量控制变频调速模型参数辨识规律和LCL滤波PWM整流控制机制条件,在解决提升机运行工艺参数优化和降低系统能耗等方面,取得突破性和创新性成果。 实际完成情况： 1)设计了矿井提升机四象限变频调速实验平台 2)提出了基于模型参考自适应的全阶磁链观测模型,并给出了无速度传感器矢量控制方案 3)提出了基于粒子群算法的LCL滤波器参数优化方法 4)提出了基于虚拟磁链的LCL滤波PWM整流直接功率控制策略 4. 与国内外同类技术比较 目前矿山交流提升系统中普遍采用的是“绕线式异步电机+转子串电阻+高压接触器+动力制动（或低频拖动）PLC控制”的控制方式,存在的突出问题：电机转差功率全部消耗于转子电阻回路中,造成了巨大的能源浪费;系统为有级调速,运行平稳性差。本项目在符合矿用大功率提升设备频繁起制动可逆运行等工程实践的条件下,探索其交流调速系统四象限运行状态特性问题,揭示影响矢量控制性能的变频调速模型参数辨识精度原因及规律,阐明基于LCL滤波的单位功率因数PWM整流控制机制,为改进提升机电控性能,实现矿井提升机高效四象限运行。