设计研究无极绳牵引车开关磁阻电机调速系统设计王眉林(中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州221008摘要:本文介绍了开关磁阻电机调速系统(简称SRD的系统组成及调速原理,着重介绍了无极绳牵引车SRD设计,电气系统组成、性能检测及实际应用情况。关键词:开关磁阻电机调速系统;无极绳牵引车;设计:TM352;TP273文献标识码:B:1001-0874(200504-0001-04TheDesignofSpeedRegulatingSystemofSwitchedlMotorforEndlessRopeG(ChinaUniversityofTechnology,Xuzhou221008,ChinaAbstract:Thisintroducesthesystematicstructureandspeedregulatingprincipleofspeedregulatingsystemfortheswitchedreluctancemotor,emphaticallyexplainsthedesignofspeedregulatingsystem,structureoftheelectricsystem,performancedetectionandpracticalappliedcircumstanceforendless2ropetowingvehicle.Keywords:speedregulatingsystemofswitchedreluctancemotor;endless2ropetowingvehicle;design1引言无极绳牵引车适用于煤矿井下顺槽、上下山、沿煤层开采大巷等轨道运输工况,主要解决井下长距离、大倾角、多变坡、大吨位工况条件设备及材料运输;要求重载起动,实现软起动、软停车、速度可控、梭车位置显示及通讯联络等。近年来,它作为一种经济、实用、安全可靠的新型煤矿高效辅助运输设备,在国内煤矿得到了较好的推广应用。由于牵引绞车均采用机械传动,启动、停车冲击,经常出现掉道现象,而且由于不能实现速度可控,司机不具有可视性,操作上带来很多不便。国内曾对速度控制技术进行研究,如配套电气软起动,解决起动冲击问题;采用双速电机驱动,降低启动速度减少冲击;采用行星差速器差动变速,实现软起动、软停车;采用防爆变频调速技术,在解决起动冲击问题的基础上实现无级变速等。这些研究对无极绳牵引车的运行及适用范围,特别是解决启动、停车时冲击问题方面起到了积极的作用,但对于无极绳牵引车这一特殊的煤矿井下辅助运输设备而言,仍未能从根本上实现技术升级。开关磁阻电机调速系统(简称SRD具有起动转矩大、调速范围宽广、运行效率高等特点,煤炭行业已在地面矸石山无极绳绞车和电牵引采煤机上进行应用,取得了较好的效果,为开关磁阻电机调速技术在无极绳牵引车上应用研究打下了基础,使进一步推动我国无极绳牵引车向高技术、多元化方向发展成为可能。2系统组成及控制原理(1系统基本组成从整机和产品结构来看,主要由电机和控制器两部分组成。从功能部件上分,由开关磁阻电机、角位移传感器、功率电路和控制电路四部分组成,其中1・2005年第4期煤矿机电电机部分包括角位移传感器;控制器部分含功率电路和控制电路。煤矿用电机电压有660V和1140V两种,功率主要有22kW、37kW、110kW和132kW几种。系统组成如图1所示。图1系统框图(2工作原理开关磁阻电机为12/8极三相SRM电机,定、转子都是齿槽相间的双凸极结构。根据磁场力的原理,它是一个有绕组的八极或十二极的定子和一个无绕组的转子构成。子绕组通以直流电,,子极绕组通电,,转子的速度是由连续开闭定子磁极绕组的速度来决定。(3调速原理根据机电能量转换原理,忽略磁路饱和及边缘效应,电动机转子上产生的电磁转矩T为:T(θ,i=2i2dθ[1]式中:i—绕组电流;θ—转子转角;L—绕组电感。对于恒定负载转矩TL,电机转速n的表达式为:n=K(θU/L[2]式中:K(θ—控制参数。由式[1]可知,转矩的大小与方向均与绕组电流的方向无关,若改变相电流的大小,则可改变电动机转矩的大小。当dθ>0时,将产生电动转矩;当dθ<0时,则产生制动转矩。由式[2]可知,要改变开关磁阻电机的转速,可以采用调节电源电压或绕组端电压U和改变控制参数K(θ两种控制方式。由上可知,SRD其基本调速原理就是通过控制电机的端电压,进而控制绕组电流的大小以及改变绕组通电顺序,便可控制电动机的转矩、转速、转向和工作状态。3采用SRD设计无极绳牵引车(1无极绳牵引车性能参数无极绳牵引车属于绳牵引轨道运输系统设备,主要由无极绳牵引绞车、张紧装置、梭车、尾轮及导向轮组组成。通过钢丝绳组合成一套完整的轨道运输系统,绞车滚筒与钢丝绳产生摩擦力,通过钢丝绳实现重物牵引。系统动力为无极绳牵引绞车,采用机械传动方式,抛物线型...