基于SRM的煤礦機械論文范文

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1srm用于煤礦機械的優點

（1）由于煤礦井下供電線路較長，如果井下電動機調速系統啟動電流過大，此時大的啟動電流必然導致井下線路產生一個大的壓降，影響整個礦井電氣設備的正常工作。磁阻電動機的啟動電流僅為額定電流的30%，低啟動電流能減少系統對電網的沖擊；（2）開關磁阻電動機啟動轉矩大。SRM的這種特性適合應用于采煤機、帶式輸送機等煤礦機械；（3）SRD系統可靠穩定、便于操作，功率變換電路制作成本低，適合廣泛推廣；（4）SRD系統容易實現四象限運行；（5）考慮到煤礦惡劣的工作環境，應用于煤礦機械的調速系統需要具備防爆、防腐蝕等特殊要求。而SRD系統的控制器易于制成全封閉型、防爆型和戶外型等多種適合煤礦工作環境的產品，這也是其他調速系統無法比擬的；（6）SRD系統的核心控制器件一般可采用DSP芯片或單片機實現，通過軟件編程可應用于各種不同工況，實現不同功能，系統靈活、移植性強。

2SRD調速系統

（1）調速系統組成開關磁阻電動機（SRM）運行效率高、過載能力強、啟動轉矩大、結構簡單等使其廣泛應用于煤礦領域，常被用于電機車、輸送機、采煤機、絞車等場合。開關磁阻電動機調速系統（SRD）基本框圖如圖2所示，由SRM、核心控制器件（單片機或DSP芯片）、功率變換電路、位置檢測和電流檢測裝置五大部分組成。（2）SRD系統的特點SRD系統是伴隨著現代電力電子技術發展而應運而生的具有典型機電一體化特點的無級調速裝置。系統主要性能特點：①啟動電流小(≤30%額定電流)；啟動轉矩大（大于額定轉矩的2~3倍）；調速范圍廣（調速比大于20:1）、調速平滑無級；②系統易于實現四象限運行；③無論電機轉速和負載轉矩變化范圍大小，SRD系統始終能保持高的運行效率，從高速、中速到低速，系統運行效率均可維持在85%左右；④電機機械結構牢固、可免維護運行、控制器電路簡單可靠，能在惡劣環境中長時間穩定工作；⑤系統在制動或電動運轉時，均能保持良好的轉矩輸出特性；⑥系統經過特殊設計能制作成防爆、防腐蝕型，適合煤礦井下惡劣環境。（3）SRD系統的工作原理開關磁阻電動機調速系統（SRD）中控制電路、功率電路、檢測電路等各環節之間協調緊密的工作，各部分對于整個系統來說缺一不可。SRD系統的工作過程：控制器接收輸入命令信號（啟動命令），在檢測器處于待命情況下，角位移傳感器檢測電動機轉子位置，按照啟動邏輯要求輸出相應的命令信號給功率電路。驅動電路輸出電流向磁阻電動機繞組供電，使電動機運轉。電動機轉子位置發生改變時，控制電路對檢測器檢測到的位置信號處理分析，及時輸出相應的命令信號到功率電路中，用來同步實現磁阻電動機的有效運轉。輸入的操作命令不同，控制電路作相應的邏輯工作的改變，實現對SRM的各種操作。當磁阻電動機在運行中出現堵轉、過載等故障情況時，控制電路能通過功率驅動電路采取故障停車等有效的保護措施，故障狀態能通過顯示電路讀取和報警。

3研究SRD系統的幾個關鍵點

針對SRM應用于煤礦機械的特點以及相關實例，分析了SRD系統的優點和工作原理，為進一步研究SRD系統提供了方向，可以從以下幾個方面探討煤礦機械應用SRD系統：（1）功率變換器拓撲結構設計功率變換器是SRD系統的關鍵部件之一，其理想的拓撲結構有以下特點：①能夠快速、有效、穩定地對SRM各相電流進行控制；②應盡可能地將磁場儲能轉變為機械能輸出；③每相主開關電力電子器件應盡量少。（2）消除轉矩脈動影響由于電動機的幾何形狀，內部定、轉子結構以及繞組匝數等多方面的因素影響，使得SRM的轉矩脈動產生的機理較為復雜。采取有效的措施減少SRD系統較大的轉矩脈動，對于其應用在許多直驅系統領域顯得尤為重要。（3）低噪聲控制噪聲影響在SRM領域一直被人們忽視，早期的SRD系統很少考慮電機噪聲問題，但是隨著研究的深入與SRM應用的越來越多，針對SRD系統的低噪聲控制成為重要而又關鍵的研究課題。（4）無轉子位置檢測技術SRM同步運行的關鍵取決于轉子位置檢測技術，目前針對SRD系統的檢測電路采用最多的是外裝光電式或磁敏式等軸位置檢測器，這種傳統的檢測器不僅增加了系統的體積和成本，而且降低了系統的可靠性。各種高性能控制技術都是以高精度的位置檢測技術作為基礎的。因此，深入地研究SRD系統，消除軸位置檢測器，采用無轉子位置檢測技術成為這一領域的大熱點。

4結語

研制適合煤礦用SRM和SRD系統，對提高煤礦機械設備利用率、工作性能和增加煤礦產量有極其重要的意義，并且這也是增強煤礦企業國際競爭力至關重要的一步。開關磁阻電動機調速系統具有多數調速系統所不具備的優勢，特別在煤礦機械中越來越多地被關注。本文在分析SRM工作原理和SRD系統優點的基礎上，結合SRM在煤礦機械中的應用情況，提出了SRD系統進一步研究的關鍵點，相信今后對于煤礦用SRD系統的研究會越來越成熟。

作者：徐傳芳胡霞單位：安徽理工大學電氣與信息工程學院