1、附录A电牵引采煤机的开关磁阻电动机摘要：本章介绍了电牵引采煤机双重开关磁阻电动机的并联驱动系统。该系统由开关磁阻电动机，功率变换器电路和控制器组成。给出了由通过采用比例积分算法的调节转子速度的闭环回路和模糊逻辑算法实现的负荷的均衡分布组成的控制策略。介绍了实验结果。开关磁阻电动机1和开关磁阻电动机2的功率变换器的平均直流的相对误差为。关键词：开关磁阻；电动控制；采煤机；煤矿；电传动 .介绍 煤矿的地下环境是非常恶劣的。一方面由于它是潮湿的,高粉尘的,和易燃的环境。另一方面，为了节约开采成本，巷道空间是有限，以至于设备很难维护。自动化设备在现代化煤矿已经得到广泛应用。自动化设备的故障会直接影响到
2、煤矿的产量和效益。采煤机是采煤的主要矿山设备。传统的滚筒采煤机是通过液压传动系统传动的。液压传动系统的故障率很高，因为液压传动系统的液体很容易受环境污染。液压传动系统的故障直接影响到煤矿的产量和效率。电传动系统比液压传动系统的故障率低。但是，矿井中电机传动系统的散热性差，是因为为了煤矿安全，电机传动系统被封装在防爆的外壳内。电机传动系统是自动化设备的重要组成部分。电机传动系统的小说类型的发展对煤矿很重要。开关磁阻电动机传动是煤矿调速传动系统的主要设备，由于它的高工作可靠性和高容错能力。由双极点开关磁阻电动机，单级功率变换器和控制器组成的开关磁阻电动机传动是电动机和功率变换器的核心。电动机没有毛
3、刷，功率变换器没有双极功率变换器的故障。开关磁阻电动机传动可以在缺相的情况下运行，它是依靠电动机和功率变换器相位独立性来实现的。转子上没有绕组，以至于转子上没有铜损和很小的铁损。因为不需要冷却转子，所以很容易冷却电动机。由开关磁阻电动机传动的采煤机正在不断发展。本章介绍了发展的样机。系统组成电牵引采煤机的开关磁阻电动机传动是一个双重开关磁阻电动机并联传动系统。这个系统是由两个开关磁阻电动机，一个控制箱，这个控制箱是安装在功率变换器和控制器上。采用的开关磁阻电动机是三相12/8结构的开关磁阻电动机，如图一所示。双重开关磁阻电动机分别包装在防爆外壳内。电动机的额定功率是40KW，转速是1155r/
4、min，调速范围是100r/min1500r/min。图一：三相12/8结构的开关磁阻电动机功率变换器是由两个三相不对称桥式变换器并列组成。IGBTs是电路的主要开关元件。经整流后三相交流380V电源提供给功率变换器。功率变换器的主要电路如图二所示。图二：功率变换器的主要电路控制器由转子位置检测电路，整流电路，电流和电压保护电路，主要开关的门极驱动电路和闭环调速数字控制器和负荷均衡分配组成。.控制方法采用同一个牵引方法，双重开关磁阻电动机通过传送设备用来驱动采煤机，来确保双重开关磁阻电动机的转子速度同步运行。并联驱动的双重开关磁阻电动机的闭环转子调速回路可以通过比例积分算法来实现。在开关磁阻电
5、动机1中，功率变换器主要开关的触发信号是通过PWM信号调制的。比较给定的转子速度和实际的转子速度，PWM的占空比调节如下：其中，是给定的转子速度，是实际的转子速度，是转子速度的差。在k时刻内，开关磁阻电动机1PWM信号占空比的增量。 是积分系数， 比例系数，转子速度在K时间内的差。转子速度在K-1时间内的差， 在k时刻内，开关磁阻电动机1PWM信号占空比，在k-1时刻内，开关磁阻电动机1PWM信号占空比。开关磁阻电动机传动系统的输出功率和功率变换器的电流成正比，如下所示：其中，是开关磁阻电动机传动系统的输出功率，功率变换器的平均直流电流。在开关磁阻电动机2中，功率变换器主要开关的触发信号是通过
6、PWM信号调制的。双重开关磁阻电动机之间的负荷均衡分布是通过模糊逻辑算法来实现的。在模糊逻辑调节器中有两个输入控制参数，一个是双重开关磁阻电动机之间的功率变换器的平均电流的偏差，另一个是双重开关磁阻电动机之间的功率变换器的平均直流电流的偏差的变化。输出控制参数是开关磁阻电动机2 PWM信号占空比的增量。电牵引采煤机双重开关磁阻电动机并列传动系统的方框图见图三示 图三： 电牵引采煤机并列传动系统的方框图功率变换器平均直流电流在双重开关磁阻电动机之间的偏差在时刻为：其中，在时刻，功率变换器在开关磁阻电动机1中实际平均直流电流，在时刻，功率变换器在开关磁阻电动机2中实际平均直流.双重开关磁阻电动机在
7、时刻的功率变换器平均直流电流的偏差的变量为：其中， 是双重开关磁阻电动机在时刻的功率变换器平均电流的偏差。 开关磁阻电动机2在时的PWM信号的占空比为： 其中，在时刻的PWM信号占空比的增量，是开关磁阻电动机2在时刻的PWM信号的占空比。 模糊逻辑算法用以下来表示：其中，为模糊集合开关磁阻电动机间的功率变换器的平均直流电流的相对误差，为模糊集合开关磁阻电动机间的功率变换器的平均直流电流的相对误差的变量，为模糊集合中开关磁阻电动机2 PWM信号占空比的增量。开关磁阻电动机间的功率变换器的平均直流电流的相对误差在-，+区间内的连续偏差可以转变为分散偏差。公式如下：开关磁阻电动机间的功率变换器的平均
8、直流电流的相对误差在区间内的连续变量可以转变为分散变量。公式如下：在区间-，+内，开关磁阻电动机的功率变换器信号的占空比的分散增量可以转变为在区间-.，+.内的连续增量，公式如下：根据上面的原理，这里是模糊逻辑算法的一个判定形式。模糊逻辑算法是存储在控制器的程序存储单元内。当检测到双重开关磁阻电动机负荷分配差异的时候，开关磁阻电动机中的占空比将被调节，这是根据模糊逻辑算法的判定形式，从而，双重开关磁阻电动机负荷分配将会达到平衡状态。.实验结果发展的双重开关磁阻电动机并联传动系统样机已经通过实验测量得到了。表一给出了测试结果，其中为开关磁阻电动机的功率变换器的平均直流电流的相对误差，为开关磁阻电
9、动机的功率变换器的平均直流电流的相对误差，即：表一：样机的实验结果该表显示了开关磁阻电动机1和开关磁阻电动机2的功率变换器的平均直流的相对误差为附录BSwitched Reluctance Motors Drive for theElectrical Traction in ShearerAbstractThe paper presented the double Switched Reluctance motors parallel drive system for the electrical traction in shearer. The system components, such
10、 as the Switched Reluctance motor, the main circuit of the power converter and the controller, were described. The control strategies of the closed-loop rotor speed control with PI algorithm and balancing the distribution of the loads with fuzzy logic algorithm were given. The tests results were als
11、o presented. It is shown that the relative deviation of the average DC supplied current of the power converter in the Switched Reluctance motor 1 and in the Switched Reluctance motor 2 is within 10% Keywords- switched reluctance; motor control; shearer; coal mine; electrical drive I. INTRODUCTIONThe
12、 underground surroundings of the coal mines are very execrable. One side, it is the moist, high dust and inflammable surroundings. On the other side, the space of roadway is limited since it is necessary to save the investment of exploiting coal mines so that it is difficult to maintain the equipmen
13、ts. In the modern coal mines, the automatization equipments could be used widely. The faults of the automatization equipments could affect the production and the benefit of the coal mines. The shearer is the mining equipment that coal could be cut from the coal wall. The traditional shearer was driv
14、en by the hydrostatic transmission system. The fault ratio of the hydrostatic transmission system is high since the fluid in hydrostatic transmission system could be polluted easily. The faults of the hydrostatic transmission system could affect the production and the benefit of the coal mines direc
15、tly. The fault ratio of the motor drive system is lower than that of the hydrostatic transmission system, but it is difficult to cool the motor drive system in coal mines since the motor drive system should be installed within the flameproof enclosure for safety protection. The motor drive system is also one of the pivotal parts in the automatization equipments. The development of the novel types of the motor drive system had been attached importance to by the coal mines. The Switched Reluctance motor drive could become the main equipments for adjustable speed electrical drive system in co
