一种隔爆变频器控制系统技术方案

本发明专利技术的目的是提供一种隔爆变频器控制系统，通过数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据储存模块、预警模块以及控制系统的设置实现了对隔爆变频器的工作状态和环境进行监测并及时处理，防止隔爆变频器因外界因素导致设备异常，提高了设备使用效率，同时运算速度快、性能强，灵活性高，可以实现更为精确和复杂的控制，采用改进型滑动滤波器锁相环进行锁相，较传统的锁相环，能够在电压畸变的情况下，同样保证精准性和快速性，稳态性能和动态性能都能得到保证，从而提高系统的运行性能。能。能。

【技术实现步骤摘要】
一种隔爆变频器控制系统


[0001]本专利技术涉及煤矿设备
，特别涉及一种隔爆变频器控制系统。

技术介绍

[0002]随着现在煤矿的规模越来越大，自动化程度越来越高，需要大量的大功率的电气设备，而随着功率增大对于一些设备其原来的控制和使用方式也随之发生了很大的变化，隔爆变频器就是一款为煤矿等高危环境下使用的变频器。隔爆变频装置主要用于有甲烷和煤尘矿井下，露天煤矿，冶金矿山，港口码头，选煤厂，发电厂等重负荷传动设备的就地和远程控制。
[0003]变频器属于器件装置，振动是对电子器件造成机械损伤的主要原因，对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施；潮湿、腐蚀性气体及尘埃等将造成电子器件生锈、接触不良、绝缘降低而形成短路，作为防范措施，应对控制板进行防腐防尘处理，并采用封闭式结构；温度是影响电子器件寿命及可靠性的重要因素，同时三相异步电动机在煤矿井下的使用十分广泛。矿用隔爆兼本质安全型交流变频器使用全控型器件作为整流器和逆变器，通过PWM控制技术，输出频率、电压可调的三相电，对三相交流异步电动机进行启停及调速控制，可改善提高系统控制工艺，实现提高效率、节能减排的效果，矿用隔爆兼本质安全型交流变频器控制系统是其实际应用中必不可少的重要部分，采用锁相环技术可以实时获取电网电压的相位，利用相位调节可使变频器的电压相位和网侧电压一致，提高电机的运行性能。但是现有的交流变频器的控制系统不能准确获取三相电网电压的相位角，导致变频器稳态不准确，且动态性能不稳定。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种隔爆变频器控制系统，用来解决
技术介绍
中提出的问题，方便推广。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种隔爆变频器控制系统，包括云平台，以及与之相连接的数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据储存模块、预警模块以及控制系统，各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
[0007]所述数据采集模块用于监测隔爆变频器的设备信息和环境参数；其中，所述设备信息包括振动幅度，所述环境参数包括温度数据、湿度数据以及气体浓度，并将所述环境参数发送至所述云平台，所述云平台将接收到的所述设备信息和所述环境参数传输至数据储存模块进行数据存储；
[0008]所述数据处理模块包括数据分析模块，所述数据分析模块用于对接收到的所述设备信息和所述环境参数进行处理。
[0009]进一步的，所述数据分析模块进行数据局分析的步骤如下：
[0010]所述数据处理模块接收所述设备信息和所述环境参数，并将所述振动幅度、所述
温度数据、所述湿度数据以及所述气体浓度分别标记为Ai、Wi、Si以及Ci；
[0011]所述数据处理模块利用计算公式获取设备关联值，将所述设备关联值标记为SBi；
[0012]所述数据处理模块利用计算公式获取环境关联值，将所述环境关联值标记为HJi；
[0013]所述数据处理模块利用计算公式获取监测提醒系数，将所述监测提醒系数标记为XSi；
[0014]所述数据处理模块设定第一监测提醒系数阈值和第二监测提醒系数阈值，并将所述监测提醒系数与所述第一监测提醒系数阈值和所述第二监测提醒系数阈值进行比较；其中，所述第一监测提醒系数阈值小于所述第二监测提醒系数阈值；
[0015]当所述监测提醒系数小于所述第一监测提醒系数阈值时，即隔爆变频器处于安全的工作状态和环境，所述数据处理模块不作处理；
[0016]当所述监测提醒系数大于等于所述第一监测提醒系数阈值且小于等于时所述第二监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块发送一级预警信息至云平台；
[0017]当所述监测提醒系数大于所述第二监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块发送二级预警信息至云平台；
[0018]当所述智能控制模块接收所述调控指令后，获取对应的异常设备信息和环境参数，并将异常设备信息和环境参数整合为原始数据，从控制模块获取设备调控模型，其中，所述设备调控模型基于人工智能模型建立，将原始数据输入至控制系统内，获取对应的调控指令，所述调控指令对隔爆变频器进行调控。
[0019]进一步的，所述控制系统包括三相电源，所述三相电源的输出端通过导线与整流桥的交流侧相连，所述三相电源与整流桥之间还设置有锁相环，所述整流桥的直流侧通过导线连接中间直流电路后与三相逆变桥的直流侧相连，所述三相逆变桥的交流侧通过导线与负载相连，所述控制系统还包括DSP+FPGA控制电路，所述DSP+FPGA控制电路通过导线与中间直流电路、三相逆变桥双向连接，所述DSP+FPGA控制电路接收锁相环采集的网侧电压、电流，并反馈至整流桥，所述锁相环通过采样网侧电压获得三相电网电压的相位角，通过DSP+FPGA控制电路发出PWM脉冲，控制整流桥开关管的关断。
[0020]进一步的，所述三相电源通过工频电网提供三相交流电，每相电压互差120
°
。
[0021]进一步的，所述锁相环包括鉴相器、环路滤波器、压控振荡器，所述鉴相器将输入信号电网电压和控制系统内部同步信号的相位差信号转变成电压，经过环路滤波器滤波后控制压控振荡器，从而调整系统内部同步信号的频率和相位，使之和输入信号电网电压同步。
[0022]进一步的，所述整流桥由六个IGBT V1 V6组成，每一路都由控制芯片进行控制，同一桥臂的上下～IGBT的工作模式相反，通过调制技术生成六路PWM波，作用于三相整流桥，将电源转换为脉动的直流电。
[0023]作为改进，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术的一种隔爆变频器控制系统，通过数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据储存模块、预警模块以及控制系统的设置实现了对隔爆变频器的工作状态和环境进行监测并及时处理，防止隔爆变频器因外界因素导致设备异常，提高了设备使用效率，同时运算速度快、性能强，灵活性高，可以实现更为精确和复杂的控制，采用改进型滑动滤波器锁相环进行锁相，较传统的锁相环，能够在电压畸变的情况下，同样保证精准性和快速
性，稳态性能和动态性能都能得到保证，从而提高系统的运行性能。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的一种隔爆变频器控制系统流程图；
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0027]一种隔爆变频器控制系统，包括云平台，以及与之相连接的数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据储存模块、预警模块以及控制系统，各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
[0028]数据采集模块用于监测隔爆变频器的设备信息和环境参数；其中，设备信息包括振动幅度，环境参数包括温度数据、湿度数据以及气体浓度，并将环境参数发送至云平台，云平台将接收到的设备信息和环境参数传输至数据储存模块进行数据存储；
[0029]数据处理模块包括数据分析模块，数据分析模块用于对接收到的设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔爆变频器控制系统，包括云平台，以及与之相连接的数据采集模块、数据处理模块、数据分析模块、数据储存模块、预警模块以及控制系统，各个模块之间基于数字信号进行信息交互；所述数据采集模块用于监测隔爆变频器的设备信息和环境参数；其中，所述设备信息包括振动幅度，所述环境参数包括温度数据、湿度数据以及气体浓度，并将所述环境参数发送至所述云平台，所述云平台将接收到的所述设备信息和所述环境参数传输至数据储存模块进行数据存储；所述数据处理模块包括数据分析模块，所述数据分析模块用于对接收到的所述设备信息和所述环境参数进行处理。2.根据权利要求1所述的一种隔爆变频器控制系统，其特征在于，所述数据分析模块进行数据局分析的步骤如下：所述数据处理模块接收所述设备信息和所述环境参数，并将所述振动幅度、所述温度数据、所述湿度数据以及所述气体浓度分别标记为Ai、Wi、Si以及Ci；所述数据处理模块利用计算公式获取设备关联值，将所述设备关联值标记为SBi；所述数据处理模块利用计算公式获取环境关联值，将所述环境关联值标记为HJi；所述数据处理模块利用计算公式获取监测提醒系数，将所述监测提醒系数标记为XSi；所述数据处理模块设定第一监测提醒系数阈值和第二监测提醒系数阈值，并将所述监测提醒系数与所述第一监测提醒系数阈值和所述第二监测提醒系数阈值进行比较；其中，所述第一监测提醒系数阈值小于所述第二监测提醒系数阈值；当所述监测提醒系数小于所述第一监测提醒系数阈值时，即隔爆变频器处于安全的工作状态和环境，所述数据处理模块不作处理；当所述监测提醒系数大于等于所述第一监测提醒系数阈值且小于等于时所述第二监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块发送一级预警信息至云平台；当所述监测提醒系数大于所述第二监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块发送二级预警信息至云平台；当所述智能控制模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，李海平，梁克勤，王轶斌，王亚龙，郭铖，孙盼军，张月娟，陈国鑫，
申请(专利权)人：华能左权煤电有限责任公司，
类型：发明
国别省市：