【導讀】Keywords-switchedreluctance;motorcontrol;shearer;coalmine;electricaldrive

　　

【正文】 性來實現的。轉子上沒有繞組，以至于轉子上沒有銅損和很小的鐵損。因為不需要冷卻轉子，所以很容易冷卻電動機。由開關磁阻電動機傳動的采煤機正在不斷發(fā)展。本章介紹了發(fā)展的樣機。 Ⅱ系統(tǒng)組成 電牽引采煤機的開關磁阻電動機傳動是一個雙重開關磁阻電動機并聯傳動系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是由兩個開關磁阻 電動機，一個控制箱，這個控制箱是安裝在功率變換器和控制器上。采用的開關磁阻電動機是三相 12/8 結構的開關磁阻電動機，如圖一所示。雙重開關磁阻電動機分別包裝在防爆外殼內。電動機的額定功率是 40KW，轉速是 1155r/min，調速范圍是 100r/min~1500r/min。 圖一 ： 三相 12/8結構的開關磁阻電動機 功率變換器是由兩個三相不對稱橋式變換器并列組成。 IGBTs 是電路的主要開關元件。經整流后三相交流 380V電源提供給功率變換器。功率變換器的主要電路如圖二所示。 圖二：功率變換器的主要電路 控制器由轉子位置檢測電路，整流電路，電流和電壓保護電路，主要開關的門極驅動電路和閉環(huán)調速數字控制器和負荷均衡分配組成。 Ⅲ .控制方法 采用同一個牽引方法，雙重開關磁阻電動機通過傳送設備用來驅動采煤機，來確保雙重開關磁阻電動機的轉子速度同步運行。 并聯驅動的雙重開關磁阻電動機的閉環(huán)轉子調速回路可以通過比例積分算法來實現。在開關磁阻電動機 1中，功率變換器主要開關的觸發(fā)信號是通過 PWM信號調制的。比較給定的轉子速度和實際的轉子速度， PWM的占空比調節(jié)如下： 其中， 是給定的轉子速度， 是實際的轉子速度， 是轉 子速度的差。在 k時刻內，開關磁阻電動機 1PWM信號占空比的增量。 是積分系數， 比例系數， 轉子速度在 K時間內的差。 轉子速度在 K1時間內的差， 在 k時刻內，開關磁阻電動機 1PWM信號占空比， 在 k1時刻內，開關磁阻電動機 1PWM信號占空比。 開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)的輸出功率和功率變換器的電流成正比，如下所示： 其中， 是開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)的輸出功率， 功率變換器的平均直流電流。 在開關磁阻電動機 2中，功率變換器主要開關的觸發(fā)信號是通過 PWM信號調制的。雙重開關磁阻電動機之間的負荷均衡分 布是通過模糊邏輯算法來實現的。在模糊邏輯調節(jié)器中有兩個輸入控制參數，一個是雙重開關磁阻電動機之間的功率變換器的平均電流的偏差，另一個是雙重開關磁阻電動機之間的功率變換器的平均直流電流的偏差的變化。輸出控制參數是開關磁阻電動機 2 PWM信號占空比的增量。電牽引采煤機雙重開關磁阻電動機并列傳動系統(tǒng)的方框圖見圖三所示。 圖三： 電牽引采煤機并列傳動系統(tǒng)的方框圖 功率變換器平均直流電流在雙重開關磁阻電 動機之間的偏差在 時刻為： 其中， 在 時刻， 功率變換器在開關磁阻電動機 1中實際 平均直流電流，在 時刻， 功率變換器在開關磁阻電動機 2中實際平均直流 . 雙重開關磁阻電動機在 時刻的功率變換器平均直流電流的偏差的變量為： 其中， 是雙重開關磁阻電動機在 時刻的 功率變換器 平均電流的偏差。 開關磁阻電動機 2在 時的 PWM信號的占空比為： 其中， 在 時刻的 PWM 信號占空比的增量， 是開關磁阻電動機 2在 時刻的 PWM信號的占空比。 模糊邏輯算法用以下來表示： 其中， 為模糊集合 開關磁阻電動機間的功率變換器的平均直流電流的相對誤差， 為 模糊集合 開關磁阻電動機間的功率變換器 的平均直流電流的相對誤差的變量， 為模糊集合中開關磁阻電動機 2 PWM信號占空比的增量。 開關磁阻電動機間的功率變換器的平均直流電流的相對誤差在［ ５， +５］區(qū)間內的連續(xù)偏差可以轉變?yōu)榉稚⑵睢９饺缦拢? 開關磁阻電動機間的功率變換器的平均直流電流的相對誤差在區(qū)間內的連續(xù)變量可以轉變?yōu)榉稚⒆兞?。公式如下? 在區(qū)間［ ５， +５］內，開關磁阻電動機２的功率變換器ＰＷＭ信號的占空比的分散增量可以轉變?yōu)樵趨^(qū)間［ １ .０％， +１ .０％］內的連續(xù)增量，公式如下： 根據上面的原理，這里是模糊邏輯算法的一 個判定形式。模糊邏輯算法是存儲在控制器的程序存儲單元內。 當檢測到雙重開關磁阻電動機負荷分配差異的時候，開關磁阻電動機２中的ＰＷＭ占空比將被調節(jié)，這是根據模糊邏輯算法的判定形式，從而，雙重開關磁阻電動機負荷分配將會達到平衡狀態(tài)。 Ⅳ .實驗結果 發(fā)展的雙重開關磁阻電動機并聯傳動系統(tǒng)樣機已經通過實驗測量得到了。表一給出了測試結果，其中 為開關磁阻電動機１的功率變換器的平均直流電流的相對誤差， 為開關磁阻電動機２的功率變換器的平均直流電流的相對誤差，即： 表一：樣機的實驗結果 該表顯示了開關磁阻電動機 1和開關磁阻電動機 2的功率變換器的平均直流的相對誤差為 10%? Ⅴ．結論 本章介紹了電牽引采煤機雙重開關磁阻電動機的并聯驅動系統(tǒng) 。 開關磁阻電動機驅動系統(tǒng)驅動了礦井中的小型采煤機有助于減少采煤機的故障率，提高了采煤機的工作可靠性，直接增加了煤礦的效益。相對于單級開關磁阻電動機的驅動，雙重開關磁阻電動機并聯傳動系統(tǒng)的驅動也有助于提高工作可靠性。 REFERENCES [1] H. Chen, G. Xie, “A Switched Reluctance Motor Drive System for Storage Battery Electric Vehicle in Coal Mine,” Proceedings of the 5th IFAC Symposium on Low Cost Automation, , Sept. 1998. [2] H. Chen, X. Meng, F. Xiao, T. Su, G. Xie, “Fault tolerant control for switched reluctance motor drive,” Proceedings of the 28 Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, , Nov. 2021. [3] R. M. Davis, W. F. Ray, R. J. Blake, “Inverter drive for switched reluctance motor： circuit and ponent ratings,” IEE Proc. B, , , pp. 126136, Sept. 1981. [4] D. Liu, et al., Switched Reluctance Motor Drive. Beijing: Mechanical Industry Press, 1994. [5] H. Chen, J. Jiang, C. Zhang, G. Xie, “Analysis of the fourphase switched reluctance motor drive under the lacking one phase fault condition,” Proceedings of IEEE 5th AsiaPacific Conference on Circuit and Systems, , Dec. 2021.