基于SRM的礦用蓄電池機車智能調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、當(dāng)前，礦用蓄電池電機車大多采用直流電機拖動，由于換向器和電刷的使用造成直流電機的機械磨損和電火花的產(chǎn)生，使得直流電機故障多、可靠性低、壽命短以及維護工作量大;此外傳統(tǒng)的串電阻調(diào)速方式導(dǎo)致大量電能白白浪費在調(diào)速電阻上從而使得車輛的整體效率下降。開關(guān)磁阻電機(SRM)是近幾十年發(fā)展起來的一種新型電機，該種電機結(jié)構(gòu)簡單、堅固、工作可靠、控制靈活、調(diào)速性能良好;此外該電機既具有交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的堅固耐用又具有直流調(diào)速系統(tǒng)可控性好等優(yōu)點。將開關(guān)磁

2、阻電機應(yīng)用于礦用蓄電池電機車相信有著較好的前景。
　　本文主要分析了現(xiàn)有的煤礦用蓄電池電機車的應(yīng)用現(xiàn)狀，針對當(dāng)前礦用蓄電池電機車的不足，提出了一種基于SRM的新型礦用蓄電池電機車智能調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計方案，包括設(shè)計出基于直接轉(zhuǎn)矩控制方式的SRM智能調(diào)速系統(tǒng);探索了基于小腦模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CMAC)的SRM無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測方案;設(shè)計了系統(tǒng)硬件電路以并給出了相關(guān)器件的選型依據(jù)。本文主要探討了兩個方面的問題:
　　第一;針對SRM

3、在傳統(tǒng)控制策略下轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制原理設(shè)計出基于直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的SRM智能調(diào)速系統(tǒng)，分析了SRM定子磁鏈的調(diào)節(jié)過程;定義了功率器件的開關(guān)狀態(tài);重點研究了定子磁鏈和空間電壓矢量在α_β坐標(biāo)系的歸一化表示;轉(zhuǎn)速采用PID閉環(huán)調(diào)節(jié)。通過在MATLAB環(huán)境下對本系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗證，對系統(tǒng)的各種狀態(tài)響應(yīng)做了分析、對比和研究。
　　第二:針對傳統(tǒng)的SRM轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)在煤礦井下的工作環(huán)境中容易損壞而導(dǎo)致電機車需要經(jīng)常維修的問

4、題，結(jié)合CMAC理論給出了基于CMAC的SRM無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)方案，重點闡述了SRM轉(zhuǎn)子位置檢測系統(tǒng)的CMAC模型的構(gòu)造，并利用CMAC擬合SRM的電磁關(guān)系。通過在MATLAB環(huán)境中實驗對比各種速度給定下本方案的誤差并做了相應(yīng)分析。
　　通過實驗驗證表明:基于直接轉(zhuǎn)矩控制方式的SRM系統(tǒng)在給定轉(zhuǎn)速突增、突減，給定轉(zhuǎn)矩突增、突減等情況下系統(tǒng)響應(yīng)速度快，在轉(zhuǎn)矩脈動抑制效果上大大優(yōu)越于傳統(tǒng)控制方式。從系統(tǒng)總體性能來看本文設(shè)計