防爆开关磁阻机电系统在无轨胶轮车中的利用 时候：2016-02-18来历：中国防爆网作者：阅读次数：303

无轨胶轮车可以在爆炸气体情况中运行，用在包罗人员、材料、装备和矸石等运输的煤矿辅助运输范畴，利用便利矫捷，合用性强，包管矿井的高产高效和平安出产，有益在改良今朝国内煤矿掉队运输东西，是煤矿辅助运输中进步前辈系统之。

今朝无轨胶轮车首要采取防爆柴油机为自动力，油耗年夜，运营本钱高，在井下尾气和噪音污染严重，利用遭到限制。从油耗、情况和机能等方面综合斟酌，纯电动是主要成长标的目的。纯电动无轨胶轮车运行情况复杂，对主驱动机电的要求也较高。北京中纺锐力公司开关磁阻机电系统布局简单靠得住，恒功率规模宽，系统效力高，高效区达70%以上，可制动回馈能量，具有防爆天资，很是合适作为纯电动无轨胶轮车的主驱动机电。本文介绍防爆开关磁阻机电系统在纯电动无轨胶轮车中利用环境，并给出实验测试成果。

1防爆开关磁阻机电系统开关磁阻机电系统由开关磁阻机电和节制器构成，是一种新型电机一体化产物，如所示。开关磁阻机电节制器安装在防爆外壳中，采取DSP作为主控芯片，实现多种节制策略，节制机电高效运转；集成CAN总线节制器，经由过程定制通信和谈和整车通信，矫捷靠得住；采取IGBT和机电绕组串连情势的双开关型布局的功率电路，功率器件无短路爆炸的危险。

开关磁阻机电系统构成框图开关磁阻机电的定子和转子均由硅钢片叠压而成，定子上有集中绕组，转子上没有绕组和永磁体，无高速永磁涡轮消耗问题，调速规模宽。开关磁阻机电布局方案矫捷多样，有单相、两相、三相、四相等多相布局，定子和转子极数有多种搭配。采取三相12/8极布局的开关磁阻机电。因为采取双凸极布局，铁芯磁场转变复杂且磁路存在非线性，开关磁阻机电的设计方式复杂。经由过程初步计较，有限元仿真进行设计。为转子角位置处在17.2°时有限元网格剖分图；为转子角位置处在17.2°时磁链散布图。

网格剖分图磁链散布图开关磁阻机电节制器安装在防爆外壳中，首要包罗节制电路、接口电路、功率电路和驱动电路。节制电路以TI公司的C28x型32位DSP为焦点，合适美国汽车电子协会的AEC-Q100认证，运算速度达150MHz，内置IEEE-754浮点乘法器，可高速解算多种节制策略，包管开关磁阻机电高效靠得住运转。DSP集成CAN总线节制器，经由过程接口电路中接口芯片和整车节制器构成CAN收集，按照两边定制的通信和谈互换信息。驱动电路按照DSP输出旌旗灯号，节制IGBT开通和关断，进而节制机电绕组相电流，驱动机电运转；同时驱动电路具有过流、短路和欠压等多种庇护功能，包管IGBT靠得住工作。开关磁阻机电功率电路可以采取多种拓扑布局，本文彩用IGBT和机电绕组串连情势的双开关型布局的功率电路，功率器件无短路爆炸的危险，包管系统靠得住工作。

防爆外壳能承受经由过程外壳任何接合面或间隙渗入到外壳内部的可燃性夹杂物在内部爆炸而不破坏，而且不会引发外部由一种、多种气体或蒸汽构成的爆炸性情况的点燃。防爆外壳连系面的宽度、间隙、公役、螺钉选用需知足国标要求。开关磁阻机电的转轴穿过防爆外壳壁处需采取防爆轴承端盖，不克不及因轴承磨损和偏疼而受损以致影响防爆机能。同时防爆外壳需安插水路为机电和节制器功率元件散热。机电定子和节制器引线在内部安插后引出至防爆接线盒，经喇叭口引出电缆。

开关磁阻机电首要节制策略包罗电流斩波（CCC）、电压斩波（PWM）和单脉冲（APC）。在设计中，将多种节制策略连系利用，以知足无轨胶轮车要求机电转速规模宽的需求，从而使得机电在各类分歧工作前提下到达杰出机能。采取多种节制策略时，需解决节制策略之间切换问题，使得机电在各个转速段输出安稳持续的转矩。

本文设计开关磁阻机电，在低速段，采取电流斩波体例，限制电流峰值，输出转矩安稳；在中速段，采取电压斩波体例，抗负载扰动，响应快；在高速段，采取单脉冲体例，转矩调理规模年夜，机电效力较高。同时在升速点和降速点之间留出5%的回差，使得机电不至在在此区域频仍切换节制策略。而且在节制软件中增添预置抵偿器，在节制策略切换时进行需要的抵偿，如所示。

纯电动无轨胶轮车对防爆开关磁阻机电系统首要要求指标以下：额定功率P/kW额定转速n/r额定转矩T/Nm*高转速nM/rmin-1峰值开云体育app功率PM/kW*高效力n/%机电机能获得的测试成果应知足上述手艺指标要求。

利用测功机测试开关磁阻机电系统，额定转速为1500r/min，*高转速4 000r/min；输出额定功率55kW，额定扭矩350Nm，知足S1工作制要求；输出峰值功率75kW，峰值扭矩478Nm，知足S2工作制要求，延续工作时候>1min.利用测功机对开关磁阻机电系统逐一转速点测试输出转矩和系统效力，绘制系统MAP图，如所示。系统*高效力达93.17%，高效区（效力>80%的区域）>72.31%，知足手艺指标要求。

测试成果注解，开关磁阻机电系统*高转速>4500r/min，达额定转速3倍。系统在额定转速点以上输出峰值功率>75kW，恒功率规模宽，知足无轨胶轮车载货时高速运行要求。

测试成果注解，开关磁阻机电系统输出额定功率长时候工作时，利用电阻法计较温升1min.可见，本开关磁阻机电系统温升指标留有较年夜余地，合适在运行在煤矿类情况卑劣的纯电动无轨胶轮车。

开关磁阻机电系统可便利实现制动能量回馈功能。测试成果注解，制动能量回馈峰值功率>75kW，系统效力90%，可用在刹车时制动收受接管能量。

3车辆动力机能测试在实验场内，对采取防爆开关磁阻机电系统作为主驱动机电的纯电动无轨胶轮车进行试车测试，首要测试车辆动力机能，具体实验环境以下：起步和行驶纯电动无轨胶轮车起步安稳，无发抖现象；在各个车速段行驶安稳，开关磁阻机电系统转矩输出安稳，无发抖现象；*高车速纯电动无轨胶轮车*高车速达50km/h以上，高速驾驶体验杰出；爬坡机能纯电动无轨胶轮车可以在15%坡道上正常起步，行驶经由过程坡道。

4结语本文介绍防爆开关磁阻机电系统在纯电动无轨胶轮车中利用环境，经由过程尝试室测试和现场试车实验，可以看到，在知足低噪声和零排放的同时，还丝绳，这增添了输送带抗拉的强度，可以根基按捺输送带的横向扯破，但是输送带的纵向强度依然没有改良。今朝在国内比力常见的纵向扯破检测方式有本安型防扯破装配、振动检测装配、ZFA型主动接触式防扯破装配、SL纵向扯破开关等，可是限在具有以下特点：开关磁阻机电系统转矩节制和状况切换安稳，纯电动无轨胶轮车起步安稳，各个车速段行驶安稳；开关磁阻机电系统的效力和高效区指标知足国度“十二五”863电动汽车重年夜项目要求，且具有能量回馈功能，有益在提高车辆续航里程，合适在采取蓄电池类有限能源的纯电动无轨胶轮车；开关磁阻机电系统温升低，过载机能好，可以知足煤矿类无轨胶轮车坡道行驶时候长的需求；开关磁阻机电系统恒功率规模宽，达额定转速3倍以上，知足无轨胶轮车载货时高速运行要求；开关磁阻机电已获得防爆天资证书，知足煤矿装备的防爆机能要求。