矿用电机车变频调速系统的设计与研究

宋红红

（山西平舒煤业有限公司， 山西 阳泉 045400）

引言

矿用电机车作为煤矿生产重要的运输工具之一，有着可靠性高、节能性好、运行稳定、速度高、运载能力强等优点，是煤矿井下长距离运输的主要方式。串激直流电动机目前仍被广泛用于矿用电机车中，其具有过载能力高、牵引特性强、起动转矩大等主要优点。然而由于技术方面的不足，使其在实际应用中存在不能无级调速、起动时不够平稳、充电频繁、维修工作量大等缺点。直流调速电机车在运行时，由于电阻器使电能一部分浪费在电阻上，导致生产成本变高，效率大幅降低，所以交流电机变频调速系统是未来发展方向的首选[1]。

工业发达国家交流变频设备的应用占比相对于直流传动设备在逐年升高，也更具有市场前景。而国内由于工业技术落后，很多厂商仍生产使用老式电机车，也有一部分厂商开始应用变频调速电机车，但还是存在许多问题，如电压波动范围大、电机速度不稳定、控制的精度和可靠性较差，这些都无法体现交流变频的优势。本文针对矿用电机车存在的问题，设计了一种基于DSP 的矿用电机车变频调速系统，采用高性能的直接转矩控制技术，可实现矿用电机车的无极调速。

1 系统设计的总体方案

本文的控制方式选用高性能微处理器的矢量管控，与一般的矢量控制相比具有计算量小等优势。矿用电机车上具有逆变器和电机等设备，本文将选用可以最大转矩限幅的调速系统，而且整个调速系统的主要特点为空间占比小、结构简单和易于操控[2]。……