针对传统矿用低压电器温升试验系统的不足,利用虚拟仪器技术的技术优势,设计了基于虚拟仪器技术的矿用低压电器温升试验系统。详细给出了系统硬件和软件的实施方案,并对系统软件的自动快速稳流控制方法做了深入介绍。系统具有自动化程度高、稳流速度快、测量精度高等特点,现已成功应用在矿用低压电器产品的温升试验中。

研制了1套静止无功发生器(SVG)装置,使用基于瞬时无功功率理论的方法进行无功电流检测。首先分析了SVG的控制策略,采用直接电流控制三闭环控制结构,在此基础上利用SVPWM调制技术产生所需要的脉冲驱动信号。然后提出了SVG的软硬件设计方案,并介绍了SVG保护系统的设计方法。

研究应用于煤矿地面6 k V变电站的静止无功发生器(SVG)的补偿电流控制策略。静止无功发生器的电流环控制要求补偿电流能够无误差地跟踪指令电流信号,而传统的PI控制需要进行复杂的dq坐标变换,且很难消除稳态误差。直接在三相静止坐标系下采用改进的比例谐振(PR)控制器实现对不同频率正弦信号的零稳态误差跟踪控制。给出了PR控制器各参数的设计方法,通过仿真对所提供控制策略进行了验证。仿真结果表明,改进PR控制策略跟踪效果良好,可使SVG同时且有效地补偿基波无功电流和谐波电流。

分析了静止无功发生器(SVG)的控制策略,设计了基于TMS320LF2407A的数字信号处理芯片(DSP)的软硬件实现过程,包括各个功能的硬件电路图和软件流程图。通过Matlab/Simu-link仿真结果表明,该系统所采用的基于瞬时无功功率理论的直接电流控制策略,能够很好地实现补偿效果。

为解决矿用永磁同步电机电能利用率低、污染电网严重以及转矩和磁链脉动较大等问题,提出一种基于双PWM变换器的PMSM直接转矩控制方式。通过建立电网侧PWM整流器的模型,设计了PWM整流器的滑模控制器,利用Matlab/Simulink软件进行建模仿真实验,分析整流器输出电压和同步电机定子的磁链、转矩和转速。结果表明,该控制方式电机具有较好的输出响应,系统可得到稳定的540 V直流电压,突加负载后,电机响应时间减少了0.01 s。仿真结果验证了该方案的有效性和可行性。

针对矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数设置方法复杂、计算量大的问题,采用带有淘汰与克隆机制的人工鱼群算法对矿用链式STATCOM装置的LCL滤波器参数进行优化。实验结果表明,改进后的鱼群算法能对链式STATCOM装置的LCL滤波器参数进行有效优化。参数优化后的LCL滤波器性能得到提高,改善了煤矿电网的电能质量。

根据高庄煤矿井下存在的电能问题,设计出一套防爆型660 V STATCOM装置,阐述了该装置的总体设计和主要部分的功能,并给出了控制单元的设计。将该装置安装在高庄煤矿井下绞车附近,利用电能质量分析仪测得绞车变压器出线侧电压、电流特定谐波的含量降低,无功功率为0 Var,证明所设计的防爆型STATCOM能够实现消谐和无功补偿的功能。

为适应煤矿井下特殊环境，减小矿用静止无功发生器（SVG）的体积和质量，采用LCL滤波器和三电平逆变器作为矿用SVG的主电路拓扑，并针对LCL滤波器电流谐振问题和三电平逆变器中点电位不平衡问题，提出了一种基于串联双电流环有源阻尼控制和动态比例空间矢量调制的矿用LCL型三电平SVG控制策略。串联双电流环有源阻尼控制在网侧电流外环PI控制的基础上，通过增加滤波电容电流内环反馈控制使LCL滤波器具有阻尼特性，有效抑制了电流谐振；动态比例空间矢量调制在基本空间矢量中引入动态比例调整因子，对单位开关周期内平均中点电流进行实时控制，从而实现对中点电位平衡的控制。仿真和实验结果验证了该控制策略在LCL滤波器无阻尼电阻和直流母线电容较小情况下的可行性和良好效果。

以MW级矿用防爆变频器为对象,为解决共模干扰对电机使用寿命的影响,设计了EMI滤波器。在分析EMI滤波器的基本原理和防爆变频器的EMI传导通道基础上,实现了基于矿用防爆变频器EMI滤波器的设计,从而减少了共模干扰对电机的影响。通过EMI滤波器波形测试,验证所设计EMI滤波器的可行性。

介绍了一种矿用非接触式红外热电堆测温仪,该测温仪是基于TMP006红外热电堆传感器进行设计的。区别于以往的红外测温仪,该测温仪将环境温度的测量、目标温度的测量集成在一颗测温芯片上,因此省去了多次测温、测距的麻烦。测温仪测量精度更高,实时性好,便于用户携带。