開關磁阻電動機調速系統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上海電機系統節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速系統的特點、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。根據調查，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，特別是隨著煤礦產煤量的增加，這一問題表現的更加突出。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速系統( 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境；轉子既無繞組，也無永磁體，可工作于極高轉速�，F在開發的產品主要有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，該繞組通過續流二極管向電容器c續流和回饋能量，并使電流迅速降至零，控制電路的作用是根據外部操作控制要求和電動機實際運行情況連續調節輸出信號，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。
2 srd的特點
srd具有連續調速范圍寬、電動機結構簡單、功率電路可靠、系統效率高、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，對煤礦的應用意 |
