开关磁阻电机在.doc

开关磁阻电机在
井下绞车上的研究与应用

可行性论证报告

兖州煤业股份有限公司兴隆庄煤矿
兖矿集团有限公司机电设备制造厂
二OO七年十二月
目录
1、项目的发展现状、趋势和意义………………………………………………………………3
2、研究开发内容…………………………………………………………………………………3
2.1系统组成……………………………………………………………………………………3
2.2设计方案……………………………………………………………………………………3
2.2.1开关磁阻电动机的设计………………………………………………………………4
2.2.2功率变换器的设计……………………………………………………………………5
2.2.3信号检测………………………………………………………………………………6
2.2.4操作电路………………………………………………………………………………7
2.2.5软件设计………………………………………………………………………………7
2.2.6防爆壳体的设计………………………………………………………………………7
2.2.7开关磁阻电动机调速绞车的设计……………………………………………………7
3、主要经济技术指标、项目最终目标………………………………………………………7
3.1主要技术指标……………………………………………………………………………7
3.2项目最终目标……………………………………………………………………………8
4、关键技术………………………………………………………………………………………8
5、研究、开发技术路线………………………………………………………………………8
6、技术、经济可行性及可靠性分析、论证…………………………………………………8
7、对安全、环境、健康的影响性分析………………………………………………………9
8、现有基础、技术条件和保证体系…………………………………………………………9
9、经济社会效益分析…………………………………………………………………………10
10、项目实施进度计划………………………………………………………………………10
11、项目经费预算……………………………………………………………………………10
12、项目完成人员情况…………………………………………………………………………11

一、项目的发展现状、趋势和意义
煤矿行业因其连续的生产方式及井下电源容量、冷却、防爆等条件限制，对电气驱动系统具有较高的要求。现在煤矿设备的调速方式主要有以下方式：交流变频调速、开关磁阻电动机调速等方式。交流变频技术硬件成本较高，控制电路复杂，不宜进行维护和维修等，特别是国内的公司现在还未能很好地掌握变频器的核心技术，产品基本上依靠国外进口，不能针对煤矿特殊的应用条件将变频器加以改进和设计，较难适应煤矿要求。
开关磁阻电动机调速系统在煤矿机械中的应用是十分典型而且成功的，国外公司很早就将开关磁阻电动机用于采煤机、皮带机、破碎机等井下机械，电压由380V至1140V不等，功率最大至几百千瓦。我国近一两年在纺织、冶金、机械、矿山、运输、石油等行业开始应用。随着现代计算机控制技术的发展，交流调速系统性能越来越高，在工业领域里交流调速系统正在逐步取代直流调速系统。开关磁阻电动机调速系统作为交流调速系统的后起之秀，具有亚伺服系统的高性能和普通调速系统的价格，性价比非常高，这是无刷或有刷直流电动机根本无法与之比肩的。近两年开关磁阻电动机在煤矿上的应用有了飞速的发展，无锡盛达在电牵引采煤机上的应用，潞安矿业集团在所属的多个煤矿推广开关磁阻电动机的应用，其开关磁阻电动机在煤矿的皮带机、矸石山绞车等多个地方得到广泛的应用。
开关磁阻电动机的基本原理：
开关磁阻调速电动机是一种新型交流无级调速系统，有开关磁阻电动机、功率变换器、控制器和位置检测器四部分构成。开关磁阻调速电动机为双凸极结构，转子仅由硅钢片叠压而成，既无绕组也无永磁体，定子各级上绕有集中绕组。其工作原理遵循“磁阻最小原理”，通电后，磁路有向磁阻最小路径变化的趋势。当转子凸极与定子凸极错位时，气隙大、磁阻大；一旦定子磁极绕组通电，就会形成对转子凸起的磁拉力，使气隙变小——磁路磁阻变小。与此同时用电子开关按一定逻辑关系切换定子磁极绕组的通电相序，即可形成连续旋转的力矩。
开关磁阻电动机用于煤矿机械主要具有以下优点：
1)电动机结构简单。定、转子均由硅钢片叠压而成，转子既无绕组也无永磁体，制造简便，绝缘结构简单，只需对定子冷却，基本上免维护。
2）电动机起动电流小，仅为额定电流的30%