基于SRM的煤矿机械论文范文

1SRM用于煤矿机械的优点

（1）由于煤矿井下供电线路较长，如果井下电动机调速系统启动电流过大，此时大的启动电流必然导致井下线路产生一个大的压降，影响整个矿井电气设备的正常工作。磁阻电动机的启动电流仅为额定电流的30%，低启动电流能减少系统对电网的冲击；（2）开关磁阻电动机启动转矩大。SRM的这种特性适合应用于采煤机、带式输送机等煤矿机械；（3）SRD系统可靠稳定、便于操作，功率变换电路制作成本低，适合广泛推广；（4）SRD系统容易实现四象限运行；（5）考虑到煤矿恶劣的工作环境，应用于煤矿机械的调速系统需要具备防爆、防腐蚀等特殊要求。而SRD系统的控制器易于制成全封闭型、防爆型和户外型等多种适合煤矿工作环境的产品，这也是其他调速系统无法比拟的；（6）SRD系统的核心控制器件一般可采用DSP芯片或单片机实现，通过软件编程可应用于各种不同工况，实现不同功能，系统灵活、移植性强。

2SRD调速系统

（1）调速系统组成开关磁阻电动机（SRM）运行效率高、过载能力强、启动转矩大、结构简单等使其广泛应用于煤矿领域，常被用于电机车、输送机、采煤机、绞车等场合。开关磁阻电动机调速系统（SRD）基本框图如图2所示，由SRM、核心控制器件（单片机或DSP芯片）、功率变换电路、位置检测和电流检测装置五大部分组成。（2）SRD系统的特点SRD系统是伴随着现代电力电子技术发展而应运而生的具有典型机电一体化特点的无级调速装置。系统主要性能特点：①启动电流小(≤30%额定电流)；启动转矩大（大于额定转矩的2~3倍）；调速范围广（调速比大于20:1）、调速平滑无级；②系统易于实现四象限运行；③无论电机转速和负载转矩变化范围大小，SRD系统始终能保持高的运行效率，从高速、中速到低速，系统运行效率均可维持在85%左右；④电机机械结构牢固、可免维护运行、控制器电路简单可靠，能在恶劣环境中长时间稳定工作；⑤系统在制动或电动运转时，均能保持良好的转矩输出特性；⑥系统经过特殊设计能制作成防爆、防腐蚀型，适合煤矿井下恶劣环境。（3）SRD系统的工作原理开关磁阻电动机调速系统（SRD）中控制电路、功率电路、检测电路等各环节之间协调紧密的工作，各部分对于整个系统来说缺一不可。SRD系统的工作过程：控制器接收输入命令信号（启动命令），在检测器处于待命情况下，角位移传感器检测电动机转子位置，按照启动逻辑要求输出相应的命令信号给功率电路。驱动电路输出电流向磁阻电动机绕组供电，使电动机运转。电动机转子位置发生改变时，控制电路对检测器检测到的位置信号处理分析，及时输出相应的命令信号到功率电路中，用来同步实现磁阻电动机的有效运转。输入的操作命令不同，控制电路作相应的逻辑工作的改变，实现对SRM的各种操作。当磁阻电动机在运行中出现堵转、过载等故障情况时，控制电路能通过功率驱动电路采取故障停车等有效的保护措施，故障状态能通过显示电路读取和报警。

3研究SRD系统的几个关键点

针对SRM应用于煤矿机械的特点以及相关实例，分析了SRD系统的优点和工作原理，为进一步研究SRD系统提供了方向，可以从以下几个方面探讨煤矿机械应用SRD系统：（1）功率变换器拓扑结构设计功率变换器是SRD系统的关键部件之一，其理想的拓扑结构有以下特点：①能够快速、有效、稳定地对SRM各相电流进行控制；②应尽可能地将磁场储能转变为机械能输出；③每相主开关电力电子器件应尽量少。（2）消除转矩脉动影响由于电动机的几何形状，内部定、转子结构以及绕组匝数等多方面的因素影响，使得SRM的转矩脉动产生的机理较为复杂。采取有效的措施减少SRD系统较大的转矩脉动，对于其应用在许多直驱系统领域显得尤为重要。（3）低噪声控制噪声影响在SRM领域一直被人们忽视，早期的SRD系统很少考虑电机噪声问题，但是随着研究的深入与SRM应用的越来越多，针对SRD系统的低噪声控制成为重要而又关键的研究课题。（4）无转子位置检测技术SRM同步运行的关键取决于转子位置检测技术，目前针对SRD系统的检测电路采用最多的是外装光电式或磁敏式等轴位置检测器，这种传统的检测器不仅增加了系统的体积和成本，而且降低了系统的可靠性。各种高性能控制技术都是以高精度的位置检测技术作为基础的。因此，深入地研究SRD系统，消除轴位置检测器，采用无转子位置检测技术成为这一领域的大热点。

4结语

研制适合煤矿用SRM和SRD系统，对提高煤矿机械设备利用率、工作性能和增加煤矿产量有极其重要的意义，并且这也是增强煤矿企业国际竞争力至关重要的一步。开关磁阻电动机调速系统具有多数调速系统所不具备的优势，特别在煤矿机械中越来越多地被关注。本文在分析SRM工作原理和SRD系统优点的基础上，结合SRM在煤矿机械中的应用情况，提出了SRD系统进一步研究的关键点，相信今后对于煤矿用SRD系统的研究会越来越成熟。

作者：徐传芳胡霞单位：安徽理工大学电气与信息工程学院