一种基于多电平矩阵变频器的矿井提升机调速控制系统

摘要

一种基于多电平矩阵变频器的矿井提升机调速控制系统，分别与电网和绕线式异步电机连接，包括：多电平矩阵变换器、A/D采样模块和矢量控制系统。多电平矩阵变频器一侧与电网相连，另一侧直接与异步电机三相定子相连，进行交交直接变频和转速控制，实现高性能的矿井提升机调速控制，其进一步包括9×n级联单元模块矩阵。A/D采样模块与多电平矩阵变频器连接，用以采集电机的转速、电流和电压参数。矢量控制模块分别与多电平矩阵变频器和A/D采样模块连接，用以根据A/D采样模块所采集的转速、电流和电压参数，给出异步电机调速所需的定子电压矢量信号。本发明具有可实现能量双向流动、输入侧功率因数可调，输入电流谐波小、能耗低且易于集成的优点。

主权项

一种基于多电平矩阵变频器的矿井提升机调速控制系统，分别与电网和绕线式异步电机连接，其特征在于，包括：多电平矩阵变频器、A/D采样模块和矢量控制系统，其中，所述多电平矩阵变频器一侧与电网相连，另一侧直接与异步电机三相定子相连，进行交交直接变频和转速控制，实现高性能的矿井提升机调速控制，其进一步包括9×n级联单元模块矩阵；所述9×n级联单元模块矩阵包括9个桥臂，每个所述桥臂由N个低压H桥变频模块级联而成，且所述级联桥臂为3×3的矩阵阵列，所述阵列的一侧的三相输入端与电网相连，另一侧的三相输出端直接与异步电机的三相定子相连；所述低压H桥变频模块进一步包括低压H桥变频单元、子A/D采样模块和触发脉冲控制模块，其中，所述低压H桥变频单元为四个IGBT开关与电解电容组成的桥式单相逆变器；所述子A/D采样模块与所述低压H桥变频单元连接，用以采集电容电压；所述触发脉冲控制模块分别与所述低压H桥变频单元和子A/D采样模块连接，用以与所述矢量控制系统进行通讯，传输电压信息，接收矢量控制系统的控制信号，驱动4个IGBT开关；所述A/D采样模块与所述多电平矩阵变频器连接，用以采集电机的转速、电流和电压参数；所述矢量控制系统分别与所述多电平矩阵变频器和A/D采样模块连接，用以根据所述A/D采样模块所采集的转速、电流和电压参数，给出异步电机调速所需的定子电压矢量信号。