傳統(tǒng)穩(wěn)車采用繞線式異步電動機拖動,通過電動機轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的方式實現(xiàn)調(diào)速,使用常規(guī)繼電器進行控制,調(diào)速不均勻,直接帶負荷啟動時不僅對供電電網(wǎng)形成強烈沖擊,而且對設(shè)備損害大,故障率高,維修難度大,維護費用較高。因此,需要對異步電機的調(diào)速性能進行改善,實現(xiàn)平穩(wěn)啟動和停止。在實際的建井、立井施工過程中,通常不會僅采用一臺穩(wěn)車進行人員和設(shè)備的吊裝與提升;而多臺穩(wěn)車同時懸吊同一臺設(shè)備,由于每臺穩(wěn)車具有相對獨立的電氣控制系統(tǒng),因此對于整個提升懸吊工作而言,提升速度、提升功率等電氣控制參數(shù)無法實現(xiàn)同步協(xié)調(diào),對整個提升工作具有一定的安全隱患。傳統(tǒng)的解決辦法是由多名操作工人在現(xiàn)場各自操作一臺穩(wěn)車,依靠人工調(diào)度實現(xiàn)提升同步。這種操作方法無法真正實現(xiàn)提升過程的電氣化、自動化和協(xié)同化。
目前針對立井施工穩(wěn)車群變頻調(diào)速同步集中控制系統(tǒng)問題的研究還很少,但是其相關(guān)技術(shù),如交流變頻調(diào)速技術(shù),同步平衡控制策略,PLC在集控系統(tǒng)中的應(yīng)用已有較為廣泛的研究。鑒于此,本文從穩(wěn)車電氣控制系統(tǒng)入手,給出同步控制策略,設(shè)計了多臺穩(wěn)車同步電氣控制系統(tǒng),進而實現(xiàn)對多臺穩(wěn)車同步控制策略。
一、多臺穩(wěn)車同步控制策略
1.同步控制原理
穩(wěn)車群的同步控制的目的是保證吊盤的平衡,以4臺吊盤穩(wěn)車為研究對象,其同步控制的實質(zhì)就是實現(xiàn)4臺吊盤穩(wěn)車位置和提升深度的雙同步。要做到這一點,首先必須明確穩(wěn)車群提升深度同步和速度同步之間的關(guān)系。在數(shù)學(xué)關(guān)系上,位置是速度的積分,而同步控制所關(guān)心的提升深度差也是速度差的積分。
相對于4臺穩(wěn)車的位置同步控制而言,其速度同步控制更加關(guān)鍵,系統(tǒng)運行的同步協(xié)同性是比較容易實現(xiàn)的;但是,當(dāng)系統(tǒng)處于動態(tài)運行狀態(tài)下,系統(tǒng)的同步協(xié)同性會變的很差,因為只要有其中的任意一臺電機受到了擾動,或者出現(xiàn)了不穩(wěn)定的情況時,整體的同步性就會受到威脅和干擾。因此,必須要解決速度上的不同步性,才能夠從根本上實現(xiàn)多環(huán)球電機系統(tǒng)的同步控制問題。目前多采用PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)來解決動態(tài)系統(tǒng)的擾動穩(wěn)定性問題。可以引入PID調(diào)節(jié)器,獲取不同電機之間的速度差信號,利用PID調(diào)節(jié)器自身的調(diào)節(jié)功能,對速度差信號進行調(diào)節(jié),放大所需要的速率信號,抑制不需要的干擾信號,從而實現(xiàn)不同電機之間的速度同步,進而實現(xiàn)多電機的同步協(xié)同控制。
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