KMl即可進入正常啟動狀態(tài)。
[0018]本實施例中，整流器3的直流側(cè)的直流母線外側(cè)套設(shè)有磁環(huán)CH，通過磁環(huán)CH能夠抑制整流器3的直流側(cè)的干擾信號，提高整流器3的直流側(cè)的輸出電壓的穩(wěn)定性。
[0019]如圖2所示，本實施例截割變頻控制裝置的截割變頻控制方法的步驟包括:
I)通過電流傳感器71檢測逆變器5輸出至掘進電機的工作電流、通過電壓傳感器72檢測中間直流回路4的電壓，將中間直流回路4的電壓減去預(yù)設(shè)的電壓允許值(DC1585V)得到當前電壓偏差值；如果掘進電機的工作電流小于預(yù)設(shè)閾值、當前電壓偏差值超過預(yù)設(shè)的允許范圍，則判定截割變頻控制裝置需要再生制動，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);否則，判定截割變頻控制裝置不需要再生制動，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2);
2)通過速度傳感器73檢測掘進電機的轉(zhuǎn)速，以掘進電機的轉(zhuǎn)速作為反饋量生成正向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，將正向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出至逆變器5以控制掘進電機的轉(zhuǎn)速，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟I ;在不需要再生制動時，本實施例以掘進電機的轉(zhuǎn)速作為反饋量生成正向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量與現(xiàn)有技術(shù)相同，均為采用PID控制來實現(xiàn)閉環(huán)控制，此外也可以根據(jù)其他閉環(huán)控制方式來實現(xiàn)在不需要再生制動情況下的掘進電機的轉(zhuǎn)速控制，而本實施例技術(shù)方案的關(guān)鍵點在于需要再生制動情況下的掘進電機的負向轉(zhuǎn)矩控制，故在此不再展開說明。
[0020]3)以中間直流回路4的電壓作為反饋量生成負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，并將負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出至逆變器5以控制電機進行再生能量消耗。在需要再生制動時，本實施例以中間直流回路4的電壓作為反饋量生成負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，并將負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出至逆變器5以控制電機進行再生能量消耗，從而能夠防止再生能量造成掘進電機轉(zhuǎn)速飆升、防止中間直流回路4的中間直流電壓上升，不需要斬波電路即可實現(xiàn)再生能量消耗，具有能夠節(jié)省材料成本、減小安裝空間、改善變頻器電控箱的散熱、實施方便的優(yōu)點。
[0021 ] 如圖3所示，步驟3 )的詳細步驟包括:
3.1)預(yù)先初始化設(shè)置依次按照從小到大排列的第一負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量、第二負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量和第三負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量；初始化上次電壓偏差值和上次偏差變化率；
3.2)將當前電壓偏差值減去上次電壓偏差值得到當前偏差變化率；
3.3)判斷當前電壓偏差值的絕對值是否小于第一偏差閾值，如果小于第一偏差閾值，則將第一負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量作為生成的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出；否則根據(jù)當前偏差變化率和上次偏差變化率的差值判斷當前偏差變化率的變化趨勢，如果當前偏差變化率的變化趨勢為變小，則將第二負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量作為生成的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出；如果當前偏差變化率的變化趨勢為變大，則將第三負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量作為生成的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出；最終，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟I)。
[0022]當負載突然變輕或幾乎卸載時，如不采取措施，掘進電機的速度一定會飆升。為了保證掘進電機的速度在可控范圍內(nèi)，本實施例通過前述步驟3.1)?3.3)，在需要再生制動時，本實施例以電壓偏差值和偏差變化率作為反饋量生成負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，實時快速調(diào)整負向轉(zhuǎn)矩的控制量分別輸出固定大小的第一負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量、第二負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量和第三負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，第一負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量、第二負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量和第三負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量可以根據(jù)不同掘進電機而進行試驗獲得，從而能夠達到限度地快速消耗再生能量，能夠使掘進電機的速度在可控范圍(最高允許速度)內(nèi)，且保證中間直流電壓在不過壓(最高允許電壓)的情況下，來達到消耗再生能量的目的；同時輸出的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量還受中間直流電壓(通過電壓傳感器72檢測)上限條件限制，比如正常工作直流電壓為DC1500V、上限值為1585V，加負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量時，使中間直流電壓穩(wěn)定在DC1500V?DC1585V之間，負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量過大則容易過壓、過小則制動時間長，控制器6實時調(diào)整輸出轉(zhuǎn)矩，使掘進電機快速、穩(wěn)定地制動。
[0023]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于懸臂式煤礦掘進機的截割變頻控制裝置，其特征在于:包括預(yù)充電及開關(guān)單元(I)、輸入電抗器(2)、整流器(3)、中間直流回路(4)、逆變器(5)、控制器(6)和傳感器單元(7)，所述預(yù)充電及開關(guān)單元(1)的輸入端和電源相連，所述預(yù)充電及開關(guān)單元(1)的輸出端依次通過輸入電抗器(2)、整流器(3)、中間直流回路(4)、逆變器(5)給懸臂式煤礦掘進機的掘進電機供電，所述傳感器單元(7)包括電流傳感器(71)、電壓傳感器(72)和速度傳感器(73)，所述電流傳感器(71)串接于逆變器(5)的輸出端，所述電壓傳感器(72)并聯(lián)連接于中間直流回路(4)的直流母線之間，所述速度傳感器(73)裝設(shè)于懸臂式煤礦掘進機的掘進電機輸出軸上，所述電流傳感器(71)、電壓傳感器(72)、速度傳感器(73)分別與和控制器(8)的輸入端相連，所述控制器(8)的輸出端與逆變器(5)的受控端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于懸臂式煤礦掘進機的截割變頻控制裝置，其特征在于:所述預(yù)充電及開關(guān)單兀(1)對應(yīng)每一相線路設(shè)有主開關(guān)KM1、預(yù)充電開關(guān)KM2和充電電阻Rl，所述主開關(guān)KMl串接于對應(yīng)相線路中，且所述預(yù)充電開關(guān)KM2和充電電阻Rl串聯(lián)連接后再與主開關(guān)KMl并聯(lián)連接；所述中間直流回路(3)包括并聯(lián)連接于直流母線之間的電阻R和電容Cd。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于懸臂式煤礦掘進機的截割變頻控制裝置，其特征在于:所述整流器(3)的直流側(cè)的直流母線外側(cè)套設(shè)有磁環(huán)CH。4.一種權(quán)利要求1?3中任意一項所述用于懸臂式煤礦掘進機的截割變頻控制裝置的截割變頻控制方法，其特征在于，步驟包括: 1)通過電流傳感器(71)檢測逆變器(5)輸出至掘進電機的工作電流、通過電壓傳感器(72)檢測中間直流回路(4)的電壓，將中間直流回路(4)的電壓減去預(yù)設(shè)的電壓允許值得到當前電壓偏差值；如果掘進電機的工作電流小于預(yù)設(shè)閾值、當前電壓偏差值超過預(yù)設(shè)的允許范圍，則判定截割變頻控制裝置需要再生制動，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3);否則，判定截割變頻控制裝置不需要再生制動，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2); 2)通過速度傳感器(73)檢測掘進電機的轉(zhuǎn)速，以掘進電機的轉(zhuǎn)速作為反饋量生成正向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，將所述正向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出至逆變器(5)以控制掘進電機的轉(zhuǎn)速，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟I); 3)以中間直流回路(4)的電壓作為反饋量生成負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，并將負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出至逆變器(5)以控制電機進行再生能量消耗。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于懸臂式煤礦掘進機的截割變頻控制裝置的截割變頻控制方法，其特征在于，所述步驟3)的詳細步驟包括: .3.1)預(yù)先初始化設(shè)置依次按照從小到大排列的第一負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量、第二負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量和第三負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量；初始化上次電壓偏差值和上次偏差變化率； .3.2)將當前電壓偏差值減去上次電壓偏差值得到當前偏差變化率； .3.3)判斷當前電壓偏差值的絕對值是否小于第一偏差閾值，如果小于第一偏差閾值，則將第一負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量作為生成的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出；否則根據(jù)當前偏差變化率和上次偏差變化率的差值判斷當前偏差變化率的變化趨勢，如果當前偏差變化率的變化趨勢為變小，則將第二負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量作為生成的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出；如果當前偏差變化率的變化趨勢為變大，則將第三負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量作為生成的負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出；最終，跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟I)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于懸臂式煤礦掘進機的截割變頻控制裝置及其控制方法，裝置包括預(yù)充電及開關(guān)單元、輸入電抗器、整流器、中間直流回路、逆變器、控制器和傳感器單元，預(yù)充電及開關(guān)單元的輸出端依次通過輸入電抗器、整流器、中間直流回路、逆變器給懸臂式煤礦掘進機的掘進電機供電，控制器的輸出端與逆變器的受控端相連。方法步驟包括：首先判斷是否需要再生制動，當需要再生制動時，以中間直流回路的電壓作為反饋量生成負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量，并將負向轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制量輸出至逆變器以控制電機進行再生能量消耗。本發(fā)明不需要斬波電路即可實現(xiàn)再生能量消耗，具有能夠節(jié)省材料成本、減小安裝空間、改善變頻器電控箱的散熱、實施方便的優(yōu)點。
【IPC分類】H02P27/06, E21C31/02
【公開號】CN105227039
【申請?zhí)枴緾N201510605573
【發(fā)明人】伍普照, 賀文, 李超, 胡喜斌, 巍凱, 彭京, 黃佳德, 張小珍
【申請人】株洲時代裝備技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月22日