矿井主扇风机电源快速切换策略的研究

摘要

煤矿发生停电、电压波动、短时断电等电源故障导致供电中断，将使扇风机停风，产生安全事故，威胁人身安全。为了保证煤矿扇风机供电的可靠不间断，需要在发生停电事故时，快速切换到备用电源。然而目前煤矿企业大量应用的备用电源自动投入装置和传统的快速切换装置已经不能满足现今煤矿企业对电网供电的快速切换要求，因此引入半固态快速切换装置到供电网中是必然的。本文在分析目前备用电源自动投入装置和传统的快速切换装置功能特点及局限性的基础上，提出将改进的半固态电源快速切换装置应用于煤矿主扇风机供电系统，
　　首先基于半固态切换装置基本原理，本文提出针对电源切换问题的控制策略,通过控制半固态开关的导通来接入备用电源,以消除瞬态冲击电流；针对扇风机供电最常见的故障电压暂降问题，提出瞬时电压d?q法和电压突变量算法。通过仿真分析，得出瞬时电压d?q法精度更高，检测更稳定。
　　然后针对煤矿主扇风机的运行特性，分析其断电后残压的产生过程和变化特点，研究分析残压时切换的控制方法；在 MATLAB中搭建仿真模型，针对残压与备用电源不同相角差的情况，通过对比直接切换控制方法和跟踪切换后电压电流的变化曲线波形，验证本文对装置的控制策略的正确性。最后通过搭建实验装置，实验证明双电源快速切换装置在电源切换中是能够切换成功的，达到了实验要求效果。

目录

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致谢

1绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2国内外电源切换装置的研究进展

1.3快速切换装置的关键技术

1.4 本文主要工作

2 半固态切换装置原理与控制策略

2.1 快速切换装置的系统设计要求

2.2 快速切换装置的主电路结构

2.3 半固态电源快速切换装置原理及控制策略

2.4本章小结

3 电压暂降检测算法的研究与分析

3.1 瞬时电压d-q法

3.2检测电压突变量

3.3 算法优选

3.4 本章小结

4 快速切换系统仿真

4.1 电压暂降算法仿真

4.2 快速切换系统仿真模型的搭建

4.3 快速切换过程仿真分析

4.4 本章小结

5 半固态快速切换装置实验研究

5.1 双电源固态切换装置控制器的硬件设计

5.2 信号检测板软件调试

5.3主控器软件调试

5.4 快切装置样机合闸实验

5.5 本章小结

结论

参考文献

附录A 装置硬件电路图

附录B 部分程序清单

作 者 简 历

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