[發(fā)明專利]煤礦井下掘進機裝備的電能質(zhì)量治理裝置及運行方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310207907.4
• 申請日: 2023-03-06
• 公開（公告）號: CN116388289A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮高輝;布朋生;劉繼全;曹建文;程江濤;岳曉虎;陳寧;趙永紅;趙海興;賈曲;李小燕;畢躍起;索艷春;姜銘;曹興
• 申請（專利權(quán)）人: 中國煤炭科工集團太原研究院有限公司;山西天地煤機裝備有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 太原晉科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳;趙江艷

1.一種煤礦井下掘進機裝備的電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，包括治理模塊、電流互感器和控制模塊，所述治理模塊包括T型三電平模塊和LCL三階濾波器模塊，所述治理模塊進線與掘進機供電電纜并聯(lián)連接，功率等級與掘進機工作時的峰值功率相匹配；所述電流互感器設(shè)置在掘進機三相電源輸入端；

所述控制模塊用于控制所述治理模塊在純無功補償模式和無功諧波同時補償模式中切換；

所述純無功補償模式下，d軸電流分量為通過治理模塊母線穩(wěn)壓得到；0軸電流分量Δi'₀為通過母線均壓控制進而得到，q軸電流分量為通過無功分量檢測得出；d軸電流分量q軸電流分量和0軸電流分量Δi'₀通過dq0→abc坐標變換矩陣形成基波有功電流作為電流內(nèi)環(huán)指令值i_c^*；

所述無功諧波同時補償模式下，d軸電流分量等于母線穩(wěn)壓得到的電流分量與基波有功分量的和，0軸電流分量Δi'₀為通過母線均壓控制進而得到，q軸電流分量為指定值，d軸電流分量q軸電流分量和0軸電流分量Δi'₀通過dq0→abc坐標變換矩陣形成基波有功電流后，用實際負載電流減去所述基波有功電流，得到的差值作為電流內(nèi)環(huán)指令值i_c^*。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下掘進機裝備的電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，母線均壓為將u_dcn與u_dcp的差值送入PI控制器完成；u_dcn表示治理模塊的正極P到零極O的電容電壓，u_dcn表示治理模塊的零極O到負極N的電容電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下掘進機裝備的電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述所述純無功補償模式下和無功諧波同時補償模式均采用電壓電流雙閉環(huán)控制，其中電壓控制為外環(huán)，實現(xiàn)母線電壓均壓控制和穩(wěn)壓控制。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下掘進機裝備的電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述dq0→abc坐標變換矩陣為：

其中，為治理模塊對交流母線電壓鎖相得到的相位角。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦井下掘進機裝備的電能質(zhì)量治理裝置，其特征在于，所述無功諧波同時補償模式下，q軸電流分量指定為0或者i_q，通過無功指令切換開關(guān)實現(xiàn)其指定值的切換。

6.一種煤礦井下掘進機裝備的運行方法，基于權(quán)利要求1～5任一項所述的治理裝置實現(xiàn)，其特征在于，包括以下步驟：

(1)判斷泵站電機是否允許啟動，若是，則啟動泵站電機同時控制所述治理模塊運行在純無功補償模式下；

(2)泵站電機啟動后，判斷其輸入電流是否滿足正常運行條件，若是，則將所述治理模塊運行在無功諧波同時補償模式下，然后啟動運輸電機；

(3)待運輸電機正常工作后，判斷截割電機是否允許啟動，若是，則啟動截割電機同時控制所述治理模塊運行在純無功補償模式下；

(4)截割電機啟動后，判斷其輸入電流是否滿足正常運行條件，若是，則控制所述治理模塊運行在無功諧波同時補償模式下。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤礦井下掘進機裝備的運行方法，其特征在于，所述步驟(2)中，判斷其輸入電流是否滿足正常運行條件的具體方法為：持續(xù)檢測泵站電機輸入電流，若其輸入電流持續(xù)不超過額定電流1分鐘，則判斷滿足正常運行條件。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種煤礦井下掘進機裝備的運行方法，其特征在于，所述步驟(4)中，判斷其輸入電流是否滿足正常運行條件的具體方法為：持續(xù)檢測截割電機輸入電流，若其輸入電流持續(xù)不超過額定電流1分鐘，則判斷滿足正常運行條件。