水热同输管网水力工况分析

目前基于余热利用的水热联供技术对我国北方沿海地区实现清洁供热和保障安全供水具有非常重要的意义,水热同输管网作为水热联供系统的重要组成部分,对系统的安全和经济运行具有显著影响。文章基于水热同输原理建立水热同输管网水力计算数学模型,并分析和研究其水力工况。结果表明:随着回流比降低,回水压线变得较为平缓,中继回水加压泵扬程降低;中继回水加压泵需变频或调速运行调节并使其与回流比相等,以适应回流比的变化;随着回流比降低,回水管富裕压头急剧增大,其输送能耗则快速降低。

Frequency Regulation of VSC-MTDC System with Offshore Wind Farms

Frequency regulation of voltage source converter-based multi-terminal high-voltage direct current(VSC-MTDC)system with offshore wind farms enhances the frequency stability by compensating the power for a disturbed AC system.However,it is difficult to reasonably allocate frequency-regulation resources due to a lack of coordination mechanisms between wind farms and the MTDC system.Moreover,it is difficult for the frequency control of the wind farms to manage changes in wind speed;and the risk of wind-turbine stalls is high.Thus,based on the kinetic energy of wind turbines and the power margin of the converters,the frequency-regulation capability of wind turbines is evaluated,and a dynamic frequency-support scheme considering the real-time frequency-support capability of the wind turbines and system frequency evolution is proposed to improve the frequency-support performance.A power adaptation technique at variable wind speeds is developed;the active power in the frequency-support stage and restoration stage is switched according to the wind speed.A hierarchical zoning frequency-regulation scheme is designed to use the frequency-regulation resources of different links in the MTDC system with wind farms.The simulation results show that the novel frequency-regulation strategy maintains frequency stability with wind-speed changes and avoids multiple frequency dips.

基于PLC模糊控制潜艇电机调速实验系统的设计

为满足军队院校专业背景课程教学实践需求,锻炼提高学员的动手实践能力,设计了一种基于PLC的电机调速实验系统。为了提高潜艇净化风机、盘车马达及电动应急操舵等系统中交流电动机的动态性能,采用基于PLC模糊自适应PID控制变频调速方法,将速度检测传感器反馈的转速实际值和给定值相比较,将转速偏差及其变化率作为模糊控制器输入,通过建立模糊规则、模糊推理及反模糊化运算得出控制量,再由PLC将控制量通过USS协议传输至变频器驱动电动机实现转速的闭环控制。同时,利用MATLAB/Simulink进行系统仿真。结果表明,系统的动态性能得到改善,转速超调减小。该实验系统可以应用于PLC系统及电机控制相关算法的验证实验。

基于模糊控制的瓦斯变频控制系统设计

瓦斯通风是煤矿井下采掘过程中保障安全的重要一环,由于瓦斯大量涌出时,现有调节方式具有一定的滞后性,无法快速有效地稀释工作面瓦斯。该研究基于西门子PLC、变频器、工业触摸屏设计了瓦斯智能控制系统,能够实时监测工作面的瓦斯特征和调节风机风量,可以通过触摸屏实现变频器的手自动切换、主备机切换等功能。同时通过分析局部通风机的通风特性,以瓦斯浓度偏差和偏差变化率为输入变量,设计了二维模糊控制器,分析建立了变频器-异步电动机的简要数学模型,利用SIMULINK对模糊控制器进行了仿真测试,并与传统PID控制进行了对比,测试结果表明该模糊控制器的控制效果较传统PID控制器的动态性能有所改善。

基于ARM处理的提升机变频调速系统在坡底煤业的应用

针对坡底煤业提升机系统故障率高、后期维护不便等现状,设计了基于ARM (Advanced RISC Machine,精简指令微处理器)处理的提升机变频调速系统,并对现场调速控制、工况状态监测及反馈等功能进行了现场试验。试验结果表明:输出电压、电流波形曲线比较光滑、平稳,说明电压电流对于速度的变化做出了较好的响应,驱动电机能够正常工作,具有优良的调速性能,能够满足矿井提升要求。

白象山选矿厂下料口振动电机变频调速控制系统

为了提升选矿厂设备的自动化覆盖率,针对目前部分井下矿山选矿厂由于原矿湿度大引起皮带下料口堵料时,需要依赖人工手动调节振动电机的偏心铁块以改变其振动幅度,从而疏通下料漏斗堵料的问题,采用变频调速控制方法对振动电机进行了研究,设计了一种变频调速控制系统,根据料仓下料口原料的潮湿程度,无需停机,通过本地或远程给定速度,变频调速控制系统自动控制振动电机的振动幅度,使下料顺畅,避免下料口堵料现象。该系统实现了远程启动/停止和数据显示同步,还可扩展使用触摸屏进行远程显示和控制。系统投入使用后,设备运行平稳正常,系统结构简单,维护方便,具有很高的实用价值和推广价值。

基于机器视觉技术的煤量监测系统

为解决带式输送机低载、空载电能消耗大的问题,提出一种基于机器视觉技术的输送机煤量监测系统,通过线激光双目立体检测技术对一级传送带煤料的体积进行测量,根据体积测量数据对二级带式输送机进行变频调速控制,给出了煤量监测调速系统的硬件选型,同时给出了煤量监测及速度调整软件流程,有效解决了带式输送机空载等现象电能消耗大的问题,为矿井降低电能消耗作出一定贡献。

电牵引滚筒采煤机变频调速节能控制技术

对电牵引滚筒采煤机的变频调速过程进行节能控制,可以提高煤矿企业的经济效益。为了降低电牵引滚筒采煤机变频调速的能耗,提出一种电牵引滚筒采煤机变频调速节能控制技术。选择MG180/435-W型电牵引滚筒采煤机为实验对象,利用变频调速装置实现电牵引滚筒采煤机的能耗控制。通过电牵引滚筒采煤机的运动学分析,制定电牵引滚筒采煤机变频调速装置的能耗控制方案,在不同方案下,启动采煤机变频器,通过调速实现变频调速装置的能耗控制,测试了转速和频率对电牵引滚筒采煤机能耗的影响。结果表明,在矢量控制方案下,将牵引转速和滚筒转速设定为400 r/min、频率为62 Hz时,电牵引滚筒采煤机的能耗最低;在恒压控制方案下,将牵引转速和滚筒转速设定为600 r/min、频率为135 Hz时,电牵引滚筒采煤机的能耗最低,通过电牵引滚筒采煤机的变频调速,降低电牵引滚筒采煤机变频调速的能耗。

井下胶带机变频调速系统的优化与应用

针对晋能控股装备制造集团赵庄矿井下胶带机运行成本高、可靠性差、智能化程度低等问题,对现有胶带机控制系统进行优化升级,现场应用表明:胶带机变频调速系统运行平稳可靠,实现了煤量实时监测与调速功能,每年可节省电力成本243.64万元,胶带机全年运行里程降幅20.5%,达到了节能降耗、安全高效、延长设备服务年限的目的。

基于WinCC组态和PLC控制的交流电机变频调速系统设计

对轨枕综合生产线电力拖动系统进行升级改造,设计并实现交流电机的变频调速系统,解决交流电机调速性能差和控制方式复杂的问题,使其工作效率达到最优,最终达到节约能源、降低消耗的目的。具体来说,变频控制系统以西门子变频器MM440作为执行机构,通过旋转编码器和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)实现转速的闭环控制。同时,采用STEP 7软件的功能模块FB41实现转速的比例-积分-微分(Proportional Integral Derivative,PID)控制,并进行PID参数整定,使系统具有很高的稳态精度和较好的动态性能。此外,通过WinCC组态使系统具有远程监控功能。

自来水供水中水泵变频调速技术分析

本文主要介绍了自来水供水中水泵变频调速技术的相关概念,阐述了水泵变频调速技术在自来水供水中的具体应用,通过对现阶段变频调速供水中存在的问题进行分析,来探讨优化自来水供水中水泵变频调速技术的有效措施,旨在合理把控供水压力,起到节能降耗的作用,降低供水成本。

变频调速技术在煤矿提升机中的应用

变频调速是煤矿电气设备节能改造的重要内容,在煤炭矿井提升机中广泛应用。基于此,文章以变频调速技术在煤炭矿井提升机中的应用为研究对象,从硬件设计、软件设计等方面提出变频调速技术的应用方案,并进一步探究该技术在煤炭矿井提升机中的应用效果,以期为煤炭矿井提升机变频调速改造提供参考。

基于激光测量的输送机低能耗运行控制系统的研究

针对李楼煤矿带式输送机运输系统在运行过程中主要采用的是额定最大速度运行模式,无法根据输送带上的煤量情况实时调整带速,实际运行时存在输送带满载率时高时低不稳定,带式输送机的运行成本相对较高的问题,从提高效率、降低能耗、减少磨损、提高使用寿命出发,提出了基于激光测量的煤量精确识别系统及变频调速系统改造方案,利用激光分割技术和激光条纹中心提取算法实现了对输送带上煤量的精确识别;利用变频调速和闭环反馈控制技术实现了带式输送机在运行过程中根据煤量自动调节带速。实际应用表明,改造后煤量识别系统对煤量的识别偏差为±1.1%,同等条件下将输送带的运行速度降低了24.8%,提高了带式输送机输送效率和运行的经济性。

副井提升机三电平交直交变频调速系统优化设计

针对东曲煤矿副斜井提升机调速系统存在的速度跟踪效果差、系统运行可靠性不高的问题,设计了大功率同步电动机三电平交直交变频调速系统。重点分析了以变流柜、调节柜、控制柜、励磁整流柜为核心的副斜井提升机系统硬件、软件设计方案,并进行了系统仿真与现场试验。仿真与试验结果表明:优化后的副斜井提升机调速系统满足设计要求,提高了提升机速度跟踪效果及运行可靠性,可保障矿井安全、高效生产。

基于FX5U PLC和工业互联网变频调速远程监控系统设计

针对传统变频调速系统无法远程监控,发生故障报警不能实时提醒、及时处理的缺点,设计了工业互联网变频调速远程监控系统。系统选用三菱FX5UPLC通过ModbusRTU方式实现与三菱E740变频器本地通讯传输数据,本地部署驿唐工业联网宝网关并设置相应网络参数,PLC与三菱GS2107触摸屏以太网端口连接网关组成局域网,实现本地调试监控和人机交互功能。远程监控功能使用iGateCfg工程配置软件设置云平台连接设备的品牌型号、通讯方式、IP地址和通讯端口,编辑采集数据的变量名称、地址和数据类型,上传驿唐工业互联网云平台;WEB页登录云平台进行项目配置和云组态设计,实现设备监控、数据监控、报警监控等功能。通过搭建实验平台,设计并实现了电脑端WEB页和移动端App远程监控功能,故障报警实时短信提醒,提高了系统的稳定性,减少了运维成本。此外,使用驿唐科技的网口通软件,设置虚拟网口IP地址,可实现PLC控制程序的远程更新下载和运行调试。

基于图像处理的矿用带式输送机系统设计及其能效分析

传统的带式输送机以恒速运行,存在电能浪费,基于图像处理技术和变频技术,设计了煤矿带式输送机控制系统。基于工业相机获取胶带及煤炭图片,利用图像处理技术进行分析,可获得煤炭宽度与胶带宽度之间的比值,即煤宽比。将煤宽比分成为4个区间,每个区间对应有一个胶带速度,系统可根据煤宽比区间控制胶带速度。将设计的系统应用到工程实践中,对其能效进行综合分析,发现系统的成功应用使得设备在相同运行工况条件下,能耗和电费分别降低了17.39%和13.77%,每年可节省86.6万元的电费,经济效益显著。

基于煤量检测与变频一体机的煤流自适应智能调速

针对煤矿主煤流运输系统运输距离长、功率消耗高、长期匀速运行输送带及设备损耗的实际问题,设计了采用煤量检测与变频一体机的煤流自适应智能调速系统,介绍了系统组成原理、架构设计、功能模块组成、智能调速控制原理,并在某矿井下进行了试验。结果表明,该系统具有一定的节能效果,尤其是在轻载和空载条件下其节能效果非常明显。

基于粒子群算法的矿山串级排水系统喂水泵调速技术研究

为解决矿山排水系统能耗高、效率低的问题,基于粒子群(PSO)算法开展了矿山串级排水系统优化设计。依据两台不同型号的离心泵串联运行理论,结合变频调速比例定律,推导主排水泵流量、扬程与喂水泵速度之间关系。以排水系统效率为优化目标,利用PSO算法对其进行极值寻优,以喂水泵额定转速对应的主排水泵和喂水泵电机电流、电压、功率因数以及喂水泵和主排水泵出口压力、流量为初始参量,通过限制迭代次数得到排水系统总效率理论极值,确定喂水泵最佳转速,并通过变频调速实验对其进行可行性验证。结果表明:所提出的喂水泵最佳转速确定方法具有较高的调速精度,可确保排水系统在高效工况区运行,进而达到节能降耗目的。

基于低频中压交流互联的网格化混合微电网结构及其关键装备

为了解决逐年增加的可再生能源发电与负荷分散集成导致的配电网功率倒灌以及电能质量问题,提出一种基于低频中压交流(low-frequency medium-voltage alternating current,LF-MVac)互联的网格化混合微电网结构,所提结构在能够实现潮流调控的基础上,还具备灵活组网能力及能更好地利用现有基础设施等优势。此外,设计了一种隔离型模块化多电平矩阵变换器(isolated modular multilevel matrix converter,I-M3C),给出了其拓扑与调制策略,建立了I-M3C平均电路模型,设计了基于双dq坐标变换的I-M3C控制策略,实现了中压交流(medium-voltage alternating current,MVac)、LF-MVac以及低压直流(low-voltage direct current,LVdc)3个端口之间的能量转换。最后,搭建了基于LF-MVac互联的网格化混合微电网仿真平台,证明了所提关键装备的有效性及相关理论分析的正确性。

大型井架纠偏多点同步电液控制系统开发

针对井架纠偏装备存在的抗偏载能力差、同步精度低、控制点数少、操作复杂等问题,开发了基于变频调速-高速开关的多点同步电液控制系统,其通过控制变频电机的转速和高速开关阀的开闭频率,以控制多点同步顶升,从而实现大型井架的纠偏复位。首先,设计了多点同步液压系统,阐明了系统的结构与工作原理,介绍了关键液压元件的结构;然后,设计了基于PLC控制的同步控制系统,开发了监控界面,介绍了控制系统的功能;最后,应用于板集煤矿副井井架纠偏施工。施工数据表明:在偏载80 t工况下,油缸的同步位置精度控制小于0.5 mm,可满足使用要求。可为大型井架同步顶升装备的开发提供了技术参考。