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中国矿业大学 2008届毕业设计 第 1页 英文原文 . 21008, he in as of of I of It is of C of in in is 10% I. he of it is On of is it is to of so it is to In be of of is be by of is in be of of of is of it is to in be is of in of of 国矿业大学 2008届毕业设计 第 2页 to by in 1, it 2. up of is in in is no in no of in 34. be at of on of in 5. is no in so is no in is in It is to it is to by he in is a of is up of a 2/8 . by of 0 KW at 155 r/is 00 r/500r/ 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 3页 of 2/8 he of in as 80V AC to of 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 4页 . of In of he by in so of be of be I In , of in WM of WM as is is is of is of WM of at k is is ek is of at k is of at D1(k) is WM of at k 1(is WM of at of is in to C of as P2 is of is C of In , of in WM 国矿业大学 2008届毕业设计 第 5页 of be by In is of C of is of of C of is of of WM of . of in . . of in he of C of at of ti is C of in at of is C of in at of 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 6页 of of C of at of ti is of C of at of of WM of at of ti D2(i) is of of WM of at of ti 2(is of WM of at of be as E is of of C of EC is of of of C of is of of of WM of . of C of be at +5, on as of of C of be at +5, on as of WM of 国矿业大学 2008届毕业设计 第 7页 at +5 be at +, on as is a of on in of of of be WM of be on of of be he is of C of in , is of C2 of in , . F 国矿业大学 2008届毕业设计 第 8页 It is of C of in in is 10% . V. he in of in by to of of of of to of 1 H. G. “A of 1998. 2 H. X. F. T. G. “ of 8 of 2002. 3 R. M. W. F. R. J. “ B, 1261981. 4 D. et 1994. 5 H. J. C. G. “of 2000. 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 9页 中文译文 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 10% 。 关键词 ： 开关磁阻；电动控制；采煤机；煤矿；电传动 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 40转速是 1155r/调速范围是100r/500r/ 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 10页 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。 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，主要开中国矿业大学 2008届毕业设计 第 11 页 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。 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。在开关磁阻电动机 1中，功率变换器主要开关的触发信号是通过 号调制的。比较给定的转子速度和实际的转子速度， 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 1号占空比的增量。 是积分系数， 比例系数， 转子速度在 转子速度在 在 关磁阻电动机 1在 关磁阻电动机 1 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 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 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所示。 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 12页 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 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 其中， 在 时刻的 号占空比的增量， 是开关磁阻电动机 2在 时刻的 模糊逻辑算法用以下来表示： 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 13页 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 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。 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中国矿业大学 2008届毕业设计 第 14页 均直流电流的相对误差， 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，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 10% 结论 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 。 开关磁阻电动机驱动系统驱动了矿井中的小型采煤机有助于减少采煤机的故障率，提高了采煤机的工作可靠性，直接增加了煤矿的效益。相对于单级开关磁阻电动机的驱动，双重开关磁阻电动机并联传动系统的驱动也有助于提高工作可靠性。 1 H. G. “A of 1998. 2 H. X. F. T. G. “ of 8 of 2002. 3 R. M. W. F. R. J. “ B, 1261981. 4 D. et 中国矿业大学 2008届毕业设计 第 15页 1994. 5 H. J. C. G. “of 2000.
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