雙電源雙風(fēng)機智能保護控制系統(tǒng)設(shè)計

式中：E（t）為階越函數(shù)。

在電源線路上的總電流Isum為

式中：fi（t）表示第i臺風(fēng)機電流與時間的關(guān)系函數(shù)，fi（t）與一般的交流電動機的電流與時間的關(guān)系函數(shù)大致相同；ti表示為第i臺風(fēng)機的啟動時刻。

電源系統(tǒng)一般都設(shè)有保護裝置，發(fā)生短路故障時自動跳閘。而風(fēng)機即感應(yīng)電動機的短路保護定值一般設(shè)置在其額定電流的8倍以上。所以，在設(shè)置電源系統(tǒng)的短路保護定值時，一般將其短路保護門限電流設(shè)置在當(dāng)8臺風(fēng)機都處于額定電流工作情況下，加上1臺風(fēng)機發(fā)生短路故障時產(chǎn)生的總電流。

所以，電源系統(tǒng)的短路保護電流門限值設(shè)置為（7+8×1）IN=15IN。

雙電源雙風(fēng)機保護控制系統(tǒng)啟動控制策略的目標(biāo)是調(diào)整各風(fēng)機的啟動時間t1～t8，使其在任何時刻滿足條件：

Isum＜15IN （3）

因風(fēng)機的啟動過程一般比較短暫，而上述目標(biāo)函數(shù)涉及到8個可變量，求解比較困難，故可將條件簡化，即假設(shè)在第i（i＞2）臺風(fēng)機接收到啟動命令時，第i-1臺風(fēng)機還處于啟動過程中，風(fēng)機電流f t-1（t）>IN,而第i-2臺以及更早啟動的風(fēng)機則可以默認已處于啟動完成狀態(tài)，風(fēng)機電流可以直接用IN代替。因此，可以將系統(tǒng)啟動控制策略的條件改變?yōu)?p>

因為fi（0）等于風(fēng)機的堵轉(zhuǎn)電流，所以式（4）還可進一步簡化為

由于每個條件只與其中的2個時間參數(shù)有關(guān)，這樣就使得系統(tǒng)的控制策略大大地得到了簡化。

3.3 系統(tǒng)啟動控制策略的具體實現(xiàn)

雙電源雙風(fēng)機智能保護控制系統(tǒng)實現(xiàn)啟動控制策略的措施：事先測定時間t1-tn并設(shè)定首臺風(fēng)機，首臺風(fēng)機接收到啟動信號后立即啟動；當(dāng)任意第i臺風(fēng)機啟動的同時，系統(tǒng)內(nèi)部時鐘開始計時，經(jīng)過時間ti+1-ti之后，通過CAN總線發(fā)送允許第i+1臺風(fēng)機啟動的啟動信號，則第i+1臺風(fēng)機接收到該信號后立即啟動。

本系統(tǒng)利用時間判據(jù)控制風(fēng)機啟動，取代一般情況下利用電流判據(jù)控制風(fēng)機啟動的方法，是出于對井下供風(fēng)持續(xù)性的要求。如果用電流判據(jù)控制風(fēng)機的啟動，由于啟動電流很大，此時用于檢測電流的互感器可能處于非最佳的線性檢測區(qū)，A/D轉(zhuǎn)換芯片也可能因為電流過大而處于最大值。這些原因?qū)⑹箚纹瑱C內(nèi)部經(jīng)算法計算出來的電流結(jié)果與實際電流結(jié)果產(chǎn)生誤差。而該誤差將導(dǎo)致采用電流判據(jù)判別啟動條件的過程較采用時間判據(jù)判別的過程所用時間長，從而使系統(tǒng)的實時性下降。

4 結(jié) 語

本文介紹了一種雙電源雙風(fēng)機智能保護控制系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)采用的互補控制策略和啟動控制策略，夠?qū)崿F(xiàn)主機和從機的及時切換，能保證供風(fēng)系統(tǒng)不間斷地運行，同時能夠減小由于多臺風(fēng)機同時啟動對電源造成的沖擊。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試與試驗，該系統(tǒng)取得了良好的使用效果，保證了井下供風(fēng)的持續(xù)性，使井下通風(fēng)系統(tǒng)的安全系數(shù)大大增加。該智能保護控制系統(tǒng)的下一步改進方向是基于環(huán)境變化（如風(fēng)量、瓦斯?jié)舛鹊淖兓龋弥悄芸刂萍夹g(shù)實時調(diào)整控制策略，使系統(tǒng)更加適應(yīng)生產(chǎn)環(huán)境的要求，進一步提高安全系數(shù)。