Yokogawa橫河DX208當(dāng)編碼器測(cè)速失效時(shí)，矢量控制變頻調(diào)速精度將大為降低；而直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，速度反饋可以不依賴測(cè)速編碼器，即使編碼器測(cè)速失靈，其控制精度也僅略微降低。由于鋪設(shè)在煤矸山上的軌道是鋪墊在簡(jiǎn)易枕木上，不但接頭處搭接不齊，而且由大小不一的煤矸石組成的地基也不平整，運(yùn)矸車運(yùn)行起來很不平穩(wěn)，易造成翻車事故。采用直接轉(zhuǎn)矩控制，一則在速度開環(huán)情況下仍能有較高的控制精度，適合現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境；二則在這種軌道不齊整的狀況下，利用直接轉(zhuǎn)矩控制的電流實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)作用，可有效改善運(yùn)矸車運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)度。
Yokogawa橫河DX208主電路設(shè)計(jì)變頻調(diào)速系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置采用日本富士公司具有DTC功能的FRN110G11S型變頻器，運(yùn)行過程及功能控制選用日本三菱公司的FX2N－48MR型PLC.煤矸石絞車運(yùn)行時(shí)由變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)功率為110kW，電動(dòng)機(jī)通過連接減速器直接驅(qū)動(dòng)絞盤帶動(dòng)運(yùn)矸車運(yùn)行。由于采用直接轉(zhuǎn)矩控制，只需一個(gè)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)矸車運(yùn)行，省去了差速器和副電機(jī)，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了傳動(dòng)效率。通過在運(yùn)行軌道旁安裝下減速、下限位、上減速和上限位4個(gè)位置傳感器，檢測(cè)運(yùn)矸車的運(yùn)行位置信號(hào)，提供上／下運(yùn)行減速和停車信號(hào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。隨著煤矸山的越堆越高，只需要定期地向上移動(dòng)上減速和上限位傳感器的位置。
傳統(tǒng)的渦流產(chǎn)品已經(jīng)在減少，并逐步淘汰，主要原因是由于渦流驅(qū)動(dòng)裝置效率低，購買價(jià)格貴，又難以維修。所以制造商不愿再為這種產(chǎn)品提供配置開發(fā)研究的資金?？偟膩碚f，應(yīng)把渦流驅(qū)動(dòng)裝置作為更新?lián)Q代的多臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝主匹配技術(shù)的選釋標(biāo)。
交流驅(qū)動(dòng)裝置已成為非常可靠的，并正在迅速發(fā)展為一種工業(yè)選擇產(chǎn)品。如使用相同變頻驅(qū)動(dòng)裝置的雙電動(dòng)機(jī)輸送系統(tǒng)。多數(shù)交流驅(qū)動(dòng)裝置是采用微處理機(jī)控制，往往能提供比要求更好的調(diào)節(jié)特性。人們常常認(rèn)為“動(dòng)態(tài)響應(yīng)”幾乎微不足道，事實(shí)上，不靈活的速度調(diào)整不可能做到負(fù)荷共享。
對(duì)于多數(shù)工業(yè)應(yīng)用較合適的一種控制方法，是使用開環(huán)伏/頻型交流驅(qū)動(dòng)裝置。伏/頻含意是以提供定子電壓和頻率為基礎(chǔ)的正比曲線。只要在電壓和頻率之間保持一個(gè)固定的曲線，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)就產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩。大部分交流驅(qū)動(dòng)裝置供給電動(dòng)機(jī)定子的變頻電壓是一種脈沖寬度調(diào)制波，它決定電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁強(qiáng)度。
三種電機(jī)電樞電壓由12V升高到24V時(shí)，除電流外，實(shí)測(cè)的轉(zhuǎn)矩T、負(fù)載轉(zhuǎn)速n，輸出功率P2均符合上述的各自倍數(shù)關(guān)系。根據(jù)這種規(guī)律，我們便可總結(jié)出一個(gè)公式，將電樞電壓變化引起輸出功率變化的所有情況概括進(jìn)去，其公式為：Pb=10Pa10（V1V2）。（1）式中：Pa―直流電機(jī)額定輸出功率，W；Pb―直流電機(jī)降壓后輸出功率，W；U1―直流電機(jī)額定電樞電壓，V；U2―降壓后直流電機(jī)電樞電壓。
式（1）雖然是在特殊情況下總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)公式，但它具有通用性和概括性。它不但適合于半電壓的電樞電壓變化，而且適合于其它任何情況電樞電壓變化。利用這個(gè)公式，我們不但可以求出一臺(tái)已知輸出功率直流電動(dòng)機(jī)在任何降壓下的輸出功率，而且還可利用這個(gè)公式，在降壓下測(cè)試出直流電動(dòng)機(jī)的額定負(fù)載數(shù)據(jù)。
利用公式計(jì)算直流電動(dòng)機(jī)降壓后的輸出功率ZD2771自行車電動(dòng)機(jī)的有關(guān)數(shù)據(jù)為：額定電壓：24V，額定輸出功率：200W，電樞電壓U2分別為24V、22V、20V、18V、16V、14V.利用上述公式，將數(shù)據(jù)代入，電壓保持不變，輸出功率不變，電壓降低為22V，輸出功率為159W，降壓為20V時(shí)的輸出功率為126W，降壓為18V時(shí)的輸出功率為94W，降壓為16V時(shí)的輸出功率為63W，降壓為14V時(shí)的輸出功率為39W，電壓降為12V時(shí)的輸出功率為20W。
利用公式實(shí)現(xiàn)用降壓法測(cè)試直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載數(shù)據(jù)知道了它的通用性，更具有實(shí)用價(jià)值的是，利用式（1），我們便可采用降壓法測(cè)取一些高速直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載數(shù)據(jù)，以及用小力矩儀測(cè)試一些大力矩直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載數(shù)據(jù)。
在脈沖運(yùn)行階段，由變頻器送出一個(gè)階躍變化指令，即從零到150A的勵(lì)磁電流給定指令場(chǎng)w，變頻器解鎖前盡管電機(jī)靜止，但由于勵(lì)磁電流此時(shí)是變化的，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的變化磁通會(huì)使電機(jī)定子繞組上感應(yīng)出電壓U姻，且其三相感應(yīng)電壓的相位、幅值與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置有關(guān)，電壓幅置最大的二相顯然是電磁感應(yīng)最強(qiáng)的。一旦電動(dòng)機(jī)處于強(qiáng)勵(lì)時(shí)，這二相定子繞組即通電流而在電機(jī)的轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生最大的正向加速力距。
同步運(yùn)行階段電動(dòng)機(jī)加速后，NB換相間隔時(shí)間也愈來愈短，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的10%時(shí)，定子繞組的感應(yīng)電壓可增加到約1kV，足以提供換相電流。隨后換流橋MB將會(huì)自動(dòng)從“脈沖運(yùn)行”方式轉(zhuǎn)換到電機(jī)電壓自然換相，即使得電動(dòng)機(jī)進(jìn)人了正常啟動(dòng)過程的控制階段。此后電機(jī)端電壓均由變頻器控制。
在上述變速范圍內(nèi)，電機(jī)的端電壓與轉(zhuǎn)速成正比，即所謂的“恒磁通控制”；當(dāng)機(jī)端電壓達(dá)到額定值后，就不再隨轉(zhuǎn)速變化，即為“弱磁通控制”。前述的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)初期的“脈沖運(yùn)行”過程中，為了盡快建立電機(jī)端電壓，采用的是“強(qiáng)磁通控制”。當(dāng)機(jī)組作水泵或發(fā)電機(jī)變速運(yùn)行時(shí)，其電壓給定值U石wl是不同的，在電壓調(diào)節(jié)器的作用下，機(jī)端電壓U將跟隨給定值Umw的變化而變化，同時(shí)電壓調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)I枷送機(jī)組的勵(lì)磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)，被用作勵(lì)磁電流的給定值。
變頻器的調(diào)節(jié)、控制和監(jiān)視回路以模板的形式建立的，信號(hào)的處理主要是通過C-MOS技術(shù)進(jìn)行的，還結(jié)合微處理器C8031控制采用可編程的EPLED回路，IG-BT的控制脈沖信號(hào)通過光纜傳輸?shù)?，設(shè)定值無論是電位器給定，還是VOS畫面設(shè)定，都經(jīng)過模擬量模板進(jìn)行處理的，三相輸出電流、電壓及頻率都可以在OP15或VOS中顯示出來，變頻器輸出電源的調(diào)節(jié)是通過IRF模板進(jìn)行的，所有的三相電流都感應(yīng)到，并將有效值轉(zhuǎn)化在LEM模板上，逆變器的IG-BT動(dòng)力組件直接裝在水冷的母線棒上，活動(dòng)的部件或不動(dòng)的部件殘留的熱損失由柜中的水-空氣熱交換器排除。
對(duì)變頻器的系統(tǒng)控制的各個(gè)模板簡(jiǎn)要介紹它的作用。溫度監(jiān)視板可經(jīng)過NTC傳感器輸入監(jiān)視的溫度點(diǎn)，當(dāng)實(shí)際溫度超過設(shè)定值時(shí)，該板產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，同時(shí)相應(yīng)的故障顯示在正面板上。用于隔離輸入的開關(guān)量信號(hào)，信號(hào)的隔離是通過光電耦合實(shí)現(xiàn)的。用于三相PWM變頻器的全部開關(guān)、計(jì)時(shí)器及接口功能。用于隔離輸出端的開關(guān)量信號(hào)，電子信號(hào)的隔離通過光電耦合實(shí)現(xiàn)的。可檢測(cè)16個(gè)故障并存貯。所檢測(cè)出來的故障顯示出來。通過三相變壓器提供穩(wěn)定的15V電壓。模擬量輸入信號(hào)進(jìn)行隔離。將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化成010V或420mA的信號(hào)。調(diào)節(jié)和顯示輸出電流和輸出電壓。調(diào)節(jié)電流和限制頻率設(shè)定值。對(duì)變頻器的電流、電壓及接地故障的監(jiān)視。用于控制三相PWM（脈沖寬度調(diào)制解調(diào)）逆變器。檢測(cè)實(shí)際的輸出電流轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。
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