基于DSP的矿用采煤机四象限变流器设计与性能优化

本文主要探讨了矿用采煤机牵引系统中的关键组件——四象限变流器的研究。四象限变流器在采煤机的应用中扮演着至关重要的角色，因为它不仅负责将交流电源转换为直流电，驱动电动机，而且还能够实现能量的双向传输，提升系统效率。文章首先详细阐述了四象限变流器系统主电路的设计原则和参数选择，这些参数的选择对于保证变流器的稳定运行和优化性能至关重要。 作者们采用数字信号处理器（DSP）作为核心控制器，设计了一套基于DSP的硬件和软件实现方案。空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation, SVM）技术在此被有效地应用，它允许对电流进行精确控制，实现四象限工作模式，即在有功功率区域和无功功率区域之间切换，这对于减少网侧的谐波含量，实现正弦波形电流控制至关重要。同步PI解耦电流控制算法的引入，进一步提升了系统的动态响应能力和控制精度，确保了电流的稳定和高效传递。 实验结果显示，该四象限变流器系统不仅能提供恒定的直流电压，还能有效降低电网侧的谐波，提高功率因数，这意味着在满足采煤机交流牵引变频运行需求的同时，减少了对电网的负面影响，提升了整体系统的运行效率和可靠性。 此外，文章还强调了这个控制驱动系统对提升采煤机牵引性能的作用，包括增强设备的耐用性和操作灵活性。通过这样的技术改进，采煤机的性能得到了显著提升，使其在复杂的地下开采环境中表现出更强的适应性和工作效率。 这篇论文不仅深入解析了矿用采煤机四象限变流器的技术细节，还展示了其在实际应用中的优势和改进措施，为矿用采煤机的现代化和智能化提供了有力的技术支持。对于从事电力电子、电能变换技术和矿用设备控制领域的研究人员来说，这篇文章提供了宝贵的研究参考和实践经验。