開關磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)在煤礦井下輸送機上的研究與應用
楊樞林1，馮東升2
（1山西防爆電機（集團）有限公司，山西長治046011；2上海電機系統(tǒng)節(jié)能工程技術研究中心有限公司，上海200063)
摘要：介紹了開關磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)的特點、工作原理，描述了其在煤礦井下輸送機上的研究與應用，并使這種技術成功應用于煤礦井下，取得了較好的效果。
關鍵詞：開關磁阻電動機：煤礦輸送機；鐵損耗
中圖分類號：tⅳi 352文獻標識碼：a文章編號：1673-6540(2010)04-0009-04
0 引 言
煤礦井下輸送機是煤礦井下主要設備之一，其工況特點是帶載起動、輸煤量變化較大。為了滿足這一工況的需求，把電機功率配的較大，以獲得較大的起動轉矩，滿足特殊大煤星時的需求。根據(jù)調(diào)查，電機平均工作功率大約只有額定功率的百分之50，在起動過程中造成的電氣、機械沖擊會嚴重影響機電設備的正常使用，縮短了設備的使用壽命，特別是隨著煤礦產(chǎn)煤量的增加，這一問題表現(xiàn)的更加突出。因此，近年來，人們在不斷探求新型輸送機驅動方案，而開關磁阻電動機調(diào)速系統(tǒng)( srd)在煤礦井下輸送機中的應用與研究也有了重大突
破。
1 工作原理和結構
srd由開關磁阻電動機(srm)和控制器組成。系統(tǒng)框圖如圖l所示。
srm為定、轉子雙凸極結構。定子極t裝有集中繞組，嵌放容易，端部短而牢固，工作可靠，適用于各種惡劣高溫環(huán)境；轉子既無繞組，也無永磁體，可工作于極高轉速�，F(xiàn)在開發(fā)的產(chǎn)品主要有8/6極、12/8極結構。
圖2為一三相、12/8極的srm結構示意圖，其定子上每四個極的繞組相連接，構成a、b、c三相繞組，當某相繞組通電時，將產(chǎn)生一個使鄰近轉子極與該相繞組軸線相重合的電磁轉矩。順序對各相繞組通電(如a-b-c-a…)，則可使轉子連續(xù)轉動；改變通電次序，可改變電動機轉向�？刂圃撾娏鞯拇笮『屯〝嚯姇r刻，可以改變轉矩和轉速，還可以實現(xiàn)制動運行。該電動機結構十分簡單堅固，控制也十分方便。
為了檢測電動機轉子的瞬時位置和轉速，在srm上裝有傳感器，它能及時把轉子相對定子的位置反饋給控制電路。
圖3表示控制器中的功率電路。三相交流電源經(jīng)二極管整流橋v轉換為直流電源。6個絕緣柵雙極晶體管(icbt)功率開關和續(xù)流二極管組成三相半橋式逆變電路，分別向電動機三相繞組供電。當一相功率開關導通時，經(jīng)端子(a1、a2)向電動機繞組（a組）通電。當功率開關斷時，該繞組通過續(xù)流二極管向電容器c續(xù)流和回饋能量，并使電流迅速降至零，控制電路的作用是根據(jù)外部操作控制要求和電動機實際運行情況連續(xù)調(diào)節(jié)輸出信號，以通過驅動電路和功率電路改變電動機的通電，使之達到規(guī)定的運行要求，如轉向、轉矩、轉速、電動與制動等，并處于****工作狀態(tài)。
2 srd的特點
srd具有連續(xù)調(diào)速范圍寬、電動機結構簡單、功率電路可靠、系統(tǒng)效率高、起動電流小、轉矩大(在百分之30的額定電流下，起動轉矩可高達百分之150)、srm的可控參數(shù)多、控制方式靈活、容錯性好、轉矩方向與電流方向無關、堵轉電流極小、成本低等優(yōu)點。但是srd也存在如振動噪聲大、低速轉矩脈動大等不足，隨著有關研究的深入，這些缺點正在被逐步克服。綜上所述，srd特別適合重載起動和較長時間低速重載運行、頻繁起停及反向轉換運行的沒備，如煤礦設備中的絞車，各種輸送機、采捅設備、頻繁換向的刨煤機等。
3 srd在煤礦輸送機中的應用
煤礦井下輸送機是把井下采掘的原煤輸送到井的一種重要設備，也是井下使用動力最多的設備之一。單臺電機功率為22~1 800 kw，其中使用較多的是250~ 400 kw，砑究此功率范圍的驅動系統(tǒng)，對煤礦的應用意 |
