窄轨电机车牵引变流器控制策略研究

王 玮

（西山煤电东曲煤矿，山西 太原 030200）

引言

带式输送机、刮板输送机、提升机、绞车以及窄轨列车均为煤矿的主要运输设备。其中，窄轨列车主要承担工作面运输大巷以及地面长距离的运输任务，鉴于煤矿工作面相对恶劣的工作环节且工况复杂，在实际运输过程中经常会遇到重载、爬坡以及负载突变的情况，即要求窄轨电机车具备大转矩的启动功能[1]。目前，针对窄轨电机车主要采用电阻调速和斩波调速为主，在实际应用中存在电能浪费且转矩不满足运输需求的问题。为此，基于PWM整流方案对窄轨电机车的核心牵引变流器控制，解决变流器功率因数低、电流畸变严重的问题。

1 牵引变流器概述

窄轨电机车为现代煤矿的主要运输设备之一，主要承担煤矿工作面及地面煤炭、矸石以及其他小型设备的运输任务。

如图1所示，受电弓将电能通过断路器引入窄轨电机车的电机内，在变压器和牵引变流器的作用下实现了电能的交流-直流-交流的变换，最终将三相电提供给窄轨电机车。牵引变流器作为窄轨电机的核心设备，可分为整流器和逆变器，其主要任务分为两个阶段：一是完成三相电能的变化；二是对窄轨电机车电机的启动、停机以及速度进行实时控制。

图1 窄轨电机车动力传动线路

随着功率器件开关容量的提升，对于整流器而言，根据其整流原理的不同可分为电流型PWM整流器和电压型PWM整流器。而且，随着电力电子技术的发展PWM整流器可有效消除低次谐波，从而解决了传统整流装置对电网造成的干扰；……