[00817205]开关磁阻电动机牵引系统

“九五”期间该校主持了国家重点攻关专题项目“200km/h电动机组异步牵引电动机研制”。该电机转向架试验的最高速度达到了354.7km/h，其主要的性能指标达到了世界先进水平。30kW开关磁阻电动机驱动系统已完成工业运行试验，50kW、75kW开关磁阻电动机完成设计。目前，主持了新型地铁用180kW开关磁阻电动机驱动系统样机的研制，开关磁阻电动机已研制成功，控制器将于11月完成，年内完成系统调试。该系统是由双机磁阻电动机、控制器和轴位置传感器三部分组成的机电一体化产品。采用自同步控制，由控制器灵活地调节到适合各种需要的机械特性。可与各种负载进行最佳匹配，运行于高效率区。可应用于各类需要正反转运行、无级调速、高效节能运行的工业领域。供电电源可用交流、直流、电瓶等。可用于电动车组风机、压缩机、叉车、电瓶车、电动摩托车等驱动设备。与功率变频调速交流驱动系统相比，其成本可降低20-30％，效率提高9个百分点，噪声低于同功率感应电动机噪声标准。完全可替代现有的交流调速系统。开关磁阻电动机调速系统兼有直流、交流两类调速系统的优点，是继交流变频之后，国际上八十年代推出的一种性能价格比较高、具有典型机电一体化结构的无级调速系统，并已迅速在工业、农业、国防和家用电器的各种机械中推广。其主要性能特点和适用范围为：(1)起动转矩达额定转矩的150％时，起动电流仅为额定电流的30％，因此适用于频繁正反转及起制动的机械，如龙门刨床铣床、锯切机、可逆轧机等。(2)该系统属可逆调速系统。给定量为转速，依负载情况电动机可自动处于正向电动、正向制动、反向电动和反向制动状态。因此适用于需四象限工作的机械，如提升机械等。改变供电电路还可用于各种电动车辆。(3)该系统属于转速闭环调节系统，且机械电气时间常数小。因此适用于转速精度和动态响应要求较高的的机械。在通过修改设计，加大恒功率范围后，也十分适合经济数控车床使用。(4)电动机无电刷整流子，控制器电路也较简单。因此适用于在恶劣环境中工作和要求高可靠性的生产机械。(5)系统效率高，特别是能在转速和负载转矩均较大范围变化时保持高效率，因此在各种实用工况条件下均会有良好的节电效果。为了检测电动机转子的瞬时位置和转速，在电动机后部装有传感器。该传感器采用高性能红外光电元件，其抗干扰能力强，耐热性能好、寿命长，并且有防尘密封罩保护。在结构上由电动机和控制器两个部分组成。该电动机结构十分简单坚固，控制也十分方便。六个IGBT功率开关和续流二极管组成三相半桥式逆变电路，分别向电动机三相绕组供电。工作可靠性高，保护电路可简化。所有功率元件在散热板上，结构紧凑、散热效果好。控制电路的作用是根据外部控制要求和电动机实际运行情况连续调节输出信号，驱动电路和功率电路改变电动机的通电，使之达到规定的运行要求，如转向、转矩、电动与制动等，并处于最佳工作状态。控制电路由一个单片机及数字、模拟电路组成，工作稳定、抗干扰强、响应快。其调速系统属转速电流双闭环系统，通过脉冲宽度调制电路调节加于电动机绕组上的电压和电流，实现调速和稳速的目的。通电逻辑电路通过改变通电相序改变电动机的转向，并通过改变换向角改变电动机的电动、制动工作状态。电流限幅电路则改善了电动机转矩的平稳性，并实现控制器和电动机的安全工作。此外，控制电路还实现了多种保护和自诊断功能。由于单片机程序的可修改性，课题组还可以较方便地满足用户在电动机性能等方面的各种特殊要求。主要技术参数：功率等级：2.2-55kW；额定转速：750-1500rpm；调速范围：30-2000rpm；输出特性：额定速以下恒转距以上恒功率；过载能力：120％额定转距；起动转距：150％额定转距；制动转距：100％额定转距；电机效率：≥同规格Y系列电机；转速精度：±1.5；稳定精度：0.15％最高转速；响应时间：≤0.2s；安装尺寸同Y系列电规格电机。技术性能：无电刷及整流子，电机维护极其简单，起动转距为额定转距1.5倍，电流为0.3倍。可频繁正反转，≥1000次/小时。比电流机组节电30％，体积仅为其1/3。转速闭环，动态响应快，机械特性硬。具有10种保护功能，确保万无一失。可以四象限运行。噪声低，实测噪声均不高于Y系列电机。系统在全转速范围内的高效率。在低转速时，在不产生过热的条件下，也可以产生很高的转距。可获得很高的转速。应用范围：适用于频繁起动、频繁正反转的机械，如：龙门刨床铣床、锯切机、可逆轧机、无梁式抽油机等。适用于要求起动性能好、四象限运行的机械，如：电动汽车，提升设备。除此之外，在牵引、鼓风机、皮带输送机、压缩机、破碎机等领域也获得了广泛的应用。还可以直接结合到生产工艺系统中，提供闭路控制。合作方式：技术转让，提供产品等。