矿井提升机的控制方式(2)

　　4变频调速方式

　　变频调速的基本原理，主要可由以下电机学的基本公式表述出来：即保持式中的p值不变（p为电动机定子绕组的磁极对数）的情况下，适当改变f（电源的频率），就能够实现对电动机同步转速的改变。而对于异步电动机来说，其实际转速不仅要小于同步转速，并且还随着其转速的变化而改变。通常情况下，同步转速的电源频率增加，其实际转速也增加，反之亦然。这样的速度调节方式我们称之为变频调速。在变频调速中，其控制方式主要包括以下几种。

　　1）V/F控制：该控制方式是交流电机中最为简单的控制方法之一。即通过保持控制过程中V/F的常数，来确保转子磁通的恒定。V/F控制方式中存在的主要问题是它属于一种开环控制方式，因此速度的动态特性不是很理想，导致了电机转矩的利用率较低，并且在控制参数的过程中，还需要操作人员根据其不同的负载做出相应的调整，尤其是低时速状态下，逆变器以及定子电阻等会出现开关延时的情况，容易破坏整个系统的稳定性，恶化安全性。

　　2）转差频率控制：该控制方式的主要目的是用来对异步电动机的转速进行检测。比起V/F控制相方式，转差频率控制方式能够实现在较宽调速内，较好的控制电动机的转矩以及功率因数和效率等，因此不仅调速的精准度较高，还能够保证系统的稳定性和安全性。但是同样的，采取转差频率控制方式也存在一定的不足之处，就是其只能实现电动机调速系统的单机操作和运行，且无法实现对电机瞬时转矩的闭环控制，快速性较差，因此通常被应用于对响应速度要求不高的系统当中。

　　3）矢量控制：该控制方式主要操作原理是在保持转子磁链定向的前提条件下，通过变换坐标来实现对电机定子磁通分量以及电流转矩分量等的控制，即能够将感应电机作为直流电机来进行控制，从而实现对电机瞬时转矩的控制。就目前的实际应用情况来看，采用转差频率矢量控制方法的情况较多，因为该方法并没有实现对直接磁通的闭环控制，在实际应用过程中也不用一定检测出磁通，因此实现的容易程度较高。但是该方式存在的问题是其控制器的设计对电机的参数有一定的依赖性，因此，为了能够降低其控制过程中对电机参数的敏感性，目前人们已研发出许多适应方法，如参数辨识以及参数补偿等，取得了良好的效果。

　　4）直接转矩控制：该控制方法属于转矩闭环控制的方式之一，其主要特点是解决了解耦运算以及坐标变换的复杂性，实现了对转矩的直接控制。直接转矩控制的操作原理是通过控制转矩的误差以及磁通误差，并按照一定的原则合理选择逆变器的开关状态，实现对电机转速以及和输出功率的有效调节，最终实现其控制电机转速的主要目的。与矢量控制法相比，DT控制方式具有较高的鲁棒性。但主要的不足之处是其低速性能不太理想。

　　5提升机的制动和低速爬行控制

　　矿用提升机在制动和低速爬行阶段的控制尤为重要。通常普通的变频器输出的频率相对较低，但是由于其一开始的系统设计以及建模等，均是专门针对低压电机，其输出的频率以及电压之间一直具有一定的比例关系。因此，直接将其应用到矿井提升电机的爬行以及低频制动过程中时，将会出现以下情况：即刚开始的低频投入阶段，由于电机变频器的输出电压过高，导致其制动力矩过大，电机所反馈回的能量也就相应变大了，一旦选择的变频器的制动电阻不恰当，就会出现变频器过压的危险情况，甚至有可能导致变频器直流桥的电容烧毁，与此同时，当电机处于较低频率下爬行时，可能会由于兼顾制动的问题，导致爬行过程中电机的力矩过小。