電氣開關(guān)磁阻電機(jī)研究背景與意義

1、 . . 11/11開關(guān)磁阻電機(jī)研究的背景與意義項(xiàng)目目的與意義開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)與其在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究項(xiàng)目屬于國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）中工業(yè)節(jié)能（機(jī)電產(chǎn)品節(jié)能）、基礎(chǔ)件和通用部件的重點(diǎn)支持領(lǐng)域，同時(shí)符合省加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)總體規(guī)劃綱要高效節(jié)能制造產(chǎn)業(yè)中節(jié)能電機(jī)重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)(SRD)調(diào)速系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)和電力電子技術(shù)的控制器與開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的新型調(diào)速系統(tǒng)，由開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)與微機(jī)智能控制器兩個(gè)部分組成。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是效率高、節(jié)能效果好、調(diào)速圍廣、無啟動(dòng)沖擊電流、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、控制靈活，此外還具有結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固可靠、成本低等

2、優(yōu)點(diǎn)。除可以取代已有的電氣傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)(如直流調(diào)速系統(tǒng)、變頻調(diào)速系統(tǒng))外，開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)還十分適用于礦山井下機(jī)電設(shè)備需要重載啟動(dòng)、頻繁啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、長期低速運(yùn)行的應(yīng)用場(chǎng)合，如無極繩牽引車、電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)等。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國煤礦輔助運(yùn)輸職員約占井下職工總數(shù)的1/3，且礦井每采百萬噸煤需要1200 1500名職工從事輔助運(yùn)輸，用工量是發(fā)達(dá)國家的7 10倍。其主要原因就是我國煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)落后，效率太低，大多數(shù)煤礦的輔助運(yùn)輸系統(tǒng)仍然是小絞車、小蓄電池機(jī)車等多段分散落后的傳統(tǒng)方式，嚴(yán)重影響礦井生產(chǎn)效率和煤礦安全生產(chǎn)。隨著當(dāng)前大中型礦井的建設(shè)，礦井輔助運(yùn)輸設(shè)計(jì)與選型是礦井建設(shè)的重

3、要課題之一，提高礦井輔助運(yùn)輸?shù)难b備水平對(duì)確保礦井生產(chǎn)產(chǎn)量進(jìn)步具有極其深遠(yuǎn)的意義。目前，我國礦用機(jī)械交流電動(dòng)機(jī)采用較多的調(diào)速方式主要有交流變頻調(diào)速和開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速。交流變頻技術(shù)硬件成本較高、控制電路復(fù)雜且不宜進(jìn)行維護(hù)和維修，特別是國的公司現(xiàn)在還未能很好地掌握變頻器核心技術(shù)，產(chǎn)品基本上依靠國外進(jìn)口，不能針對(duì)礦井特殊的應(yīng)用條件將變頻器加以改進(jìn)和設(shè)計(jì)，較難適應(yīng)礦用要求。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作為后起之秀，具有伺服系統(tǒng)的高性能和普通調(diào)速系統(tǒng)的價(jià)格，性價(jià)比非常高，這是交流變頻調(diào)速系統(tǒng)根本無法比擬的，SRD和變頻調(diào)速的綜合效率比較如下表：表1 SRD和變頻調(diào)速的綜合效率比較轉(zhuǎn)速 / rmin-1調(diào)速類型

4、不同轉(zhuǎn)矩負(fù)載率下的效率30% 60% 100%300SRD變頻調(diào)速66.3%52.2%68.8%60.6%76.3%71.9%600SRD變頻調(diào)速83.6%75.0%86.1%83.1%86.7%82.4%1000SRD變頻調(diào)速83.4%77.0%87.5%86.0%90.0%85.9%1500SRD變頻調(diào)速85.6%75.0%89.7%85.9%89.0%87.3%開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)作為我國節(jié)能電機(jī)領(lǐng)域中重點(diǎn)推廣的發(fā)展技術(shù)，還關(guān)系著我國民族產(chǎn)業(yè)的興旺發(fā)展。SRD能在很寬的調(diào)速圍保持高效率，是典型高效節(jié)能產(chǎn)品，開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用前景廣闊而且節(jié)能潛力巨大。在國家“十二五”科學(xué)和技術(shù)發(fā)展

5、規(guī)劃中，新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)成為近五年科技部重點(diǎn)扶持的領(lǐng)域，而開關(guān)磁阻電機(jī)作為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展中關(guān)鍵能量轉(zhuǎn)換部件，其可靠性和高效行已經(jīng)在新能源電動(dòng)汽車、油田抽油機(jī)等領(lǐng)域中得到驗(yàn)證。如果將開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用在礦山機(jī)械中，可以使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局簡單、緊湊，系統(tǒng)效率和可靠性大大提高，同時(shí)降低污染排放。因此，“十二五”規(guī)劃對(duì)新能源行業(yè)的大力推進(jìn)，是對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)行業(yè)的極大利好，將大大促進(jìn)開關(guān)磁阻電機(jī)行業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用。然而，開展開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)與其在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究，可以實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械設(shè)備向數(shù)字化、精細(xì)化、智能化的重大突破，促進(jìn)礦山機(jī)械向綠色、環(huán)保、節(jié)能方向進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，從而提升礦山機(jī)械行業(yè)整體技術(shù)水平和核

6、心競(jìng)爭力，實(shí)現(xiàn)礦山機(jī)械的跨越式發(fā)展。同時(shí)，“十二五”規(guī)劃中還提出了節(jié)能減排的任務(wù)。我國電機(jī)用電量占總用電量的比重可達(dá)50%，占工業(yè)用電量的比重接近70%。因此，使用高效節(jié)能電機(jī)可作為節(jié)能的突破口。高電機(jī)效率，降低電機(jī)能源消耗，研發(fā)推廣應(yīng)用高效、超高效電動(dòng)機(jī)，具有其十分重要的國家能源戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)的社會(huì)效益。而在眾多電機(jī)中，開關(guān)磁阻電機(jī)是其中的佼佼者，開關(guān)磁阻電機(jī)的一個(gè)很重要的特點(diǎn)就是效率高、能耗小，十分符合國家規(guī)劃的要求。因此加快推廣應(yīng)用高效的開關(guān)磁阻電機(jī)，對(duì)于完成“十二五”節(jié)能減排任務(wù)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級(jí)意義重大。為此，本項(xiàng)目“開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)與其在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究”目的和意義為：（1

7、）通過開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)的研究，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能電機(jī)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、精細(xì)化、智能化的重大突破，促進(jìn)電機(jī)行業(yè)向綠色、環(huán)保、節(jié)能方向進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，從而形成我國開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，加快SRD 產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。（2）通過開關(guān)磁阻電機(jī)在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究，提升我國礦山機(jī)械行業(yè)整體技術(shù)水平和核心競(jìng)爭力。該項(xiàng)目技術(shù)的采用將提高我國礦山輸送機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的自主創(chuàng)新和生產(chǎn)能力，提高輸送機(jī)的綜合性能、可靠性和生產(chǎn)效率。（3）通過開關(guān)磁阻電機(jī)設(shè)計(jì)并結(jié)合與其在礦山機(jī)械中的應(yīng)用研究，響應(yīng)與支持黨和國家對(duì)于完成“十二五”節(jié)能減排任務(wù)，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)跨越式發(fā)展，使我國由工業(yè)大國向工業(yè)強(qiáng)國轉(zhuǎn)變。國

8、外研究現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)近年來，開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)從最初側(cè)重于牽引運(yùn)輸發(fā)展到通用工業(yè)、航空工業(yè)和家用電器等各個(gè)領(lǐng)域。目前，開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開發(fā)圍為：轉(zhuǎn)矩0.01Nm106 Nm，功率l0W5MW，轉(zhuǎn)速上限可達(dá)到100000r/min。開關(guān)磁阻電機(jī)的規(guī)格也從多相發(fā)展到單相、兩相，電機(jī)的機(jī)型從旋轉(zhuǎn)型發(fā)展到直線型。國外研究現(xiàn)狀SR電機(jī)的基本概念可追溯到19世紀(jì)40年代，1842年，英國的Aberdeen和Dafidson用兩個(gè)U型電磁鐵制造了由蓄電池供電的機(jī)車電動(dòng)機(jī)。但因電路斷開時(shí)沒有釋放能量的續(xù)流二極管電路，以與采用機(jī)械開關(guān)控制電磁鐵的輪流通電，電動(dòng)機(jī)的性能（效率、功率因數(shù)和

9、利用系數(shù)等）不高。在此后100多年，SR電機(jī)都沒有得到重視和發(fā)展。20世紀(jì)60年代，大功率晶閘管的出現(xiàn)為SR電機(jī)的研究發(fā)展提供了重要的物質(zhì)條件。1967年，英國的Leeds大學(xué)開始對(duì)SR電機(jī)進(jìn)行深入研究；到1970年左右，研究結(jié)果表明：SR電機(jī)可在單向電流下四象限運(yùn)行，功率變換器無論用晶體管還是用普通晶閘管，所需的開關(guān)數(shù)都是最少的；電動(dòng)機(jī)成本也明顯低于同容量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。20世紀(jì)70年代初，美國福特公司研制出最早的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)為軸向氣隙電動(dòng)機(jī)，具有電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和較寬圍調(diào)速的能力，適合于蓄電池供電的電動(dòng)車輛的傳動(dòng)。1975年，英國Leeds大學(xué)和Nottingham大

10、學(xué)的研究小組聯(lián)合研制了用于電動(dòng)汽車的50kW的SR電機(jī)裝置，其單位輸出功率和效率都高于同類的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。1980年，Leeds大學(xué)的Lawrenson教授與其同事總結(jié)了自己的研究成果，發(fā)表了題為“Variable-Speed Switched Reluctance Motors（變速開關(guān)型磁阻電動(dòng)機(jī)）”的論文，系統(tǒng)闡述了SR電機(jī)的基本原理與設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并得出新型磁阻電機(jī)的單位出力可以與交流感應(yīng)電機(jī)相媲美甚至還略占優(yōu)勢(shì)的結(jié)論。這標(biāo)志著SR電機(jī)得到國際社會(huì)的承認(rèn)。1983年英國TASC公司推出了Oulton系列通用SRD調(diào)速產(chǎn)品，問世不久便引起各國電氣傳動(dòng)界的廣泛重視。目前，SRD在國外已取

11、得很大的發(fā)展，其產(chǎn)品已在電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)、家用電器、工業(yè)應(yīng)用、伺服系統(tǒng)、高速驅(qū)動(dòng)等眾多領(lǐng)域得到應(yīng)用。SRD系統(tǒng)兼有直流和普通交流傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，在各種需要調(diào)速和高效率的場(chǎng)合，均能提供所需的性能要求。國外一些成功的應(yīng)用領(lǐng)域如下:電動(dòng)車。SRD系統(tǒng)可靠性高、效率高、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、起動(dòng)電流小，首先在電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域得到應(yīng)用，被認(rèn)為是電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)的最佳選擇之一。SRD Ltd.公司研制的30kW SRD用于驅(qū)動(dòng)市有軌電車，電車在包括重鹽大氣環(huán)境在的各種惡劣條件下運(yùn)行了兩年，行程超過24000km，體現(xiàn)了優(yōu)良的工作性能，被認(rèn)為是在同類電動(dòng)車輛中操縱最方便、噪聲最低的車輛。英國JeffreyDiamond的刨煤電動(dòng)車，滾

12、齒刨煤機(jī)重達(dá)1030t, 且要求整個(gè)傳動(dòng)和傳輸系統(tǒng)能精確控制和經(jīng)久耐用。過去采用傳統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)，經(jīng)常發(fā)生故障，改用SRD系統(tǒng)后得到根本改善。航空工業(yè)。19861988年，美國GE公司根據(jù)國防部“未來先進(jìn)控制技術(shù)規(guī)劃”與美國空軍USAF資助，從電源系統(tǒng)的可靠性、可維護(hù)性、余度性、容錯(cuò)性、環(huán)境適應(yīng)性與容量、效率、功率密度等方面論證了SR電動(dòng)機(jī)、SR發(fā)電機(jī)所獨(dú)有的優(yōu)越性。1989年，GE公司研制了發(fā)電功率30kW并用于起動(dòng)1700hp、4800r/min飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的SR起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，其指標(biāo)為09000r /min 恒轉(zhuǎn)矩13Nm起動(dòng)，900026000r/min 恒功率12.5kW加速起動(dòng)，26

13、00048000r/min 恒電壓270VDC、30kW發(fā)電；同年，美國空軍USAF與GE公司、Sundstrand公司簽訂19901995年合同；針對(duì)現(xiàn)役F-16戰(zhàn)斗機(jī)，研制“高可靠性、裝式、三余度起動(dòng)/發(fā)電機(jī)計(jì)劃”, 其技術(shù)指標(biāo)為：013400r/min 恒轉(zhuǎn)矩17.7Nm起動(dòng)，1340026000r/min 恒電壓270VDC、312.5KW發(fā)電，系統(tǒng)效率為90%，功率/重量比為2.5 KW/kg，1993 年完成方案設(shè)計(jì)，1994 年完成樣機(jī)制造和實(shí)驗(yàn)，1995 1998年該SRS/G己裝入F-16 戰(zhàn)斗機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行飛行試驗(yàn)。家用電器。英國SRD公司已有功率700W 的洗衣機(jī)用SRD

14、系統(tǒng)，該公司還生產(chǎn)食品加工機(jī)械、電動(dòng)工具、吸塵器用的SRD系統(tǒng)；世界著名電氣制造商愛默生（Emerson）也在90年代末成功將SR電機(jī)應(yīng)用在Maytag Neptune 洗衣機(jī)上。機(jī)械傳動(dòng)。老牌SR電機(jī)供應(yīng)商宜控（Emotrom）和BaldorElectric在通用型SR電機(jī)上的應(yīng)用取得較大的進(jìn)展；SR 電動(dòng)機(jī)良好的起動(dòng)性能使它特別適合于需要起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、低速性能好、頻繁正反轉(zhuǎn)等場(chǎng)合，如在龍門刨床、平網(wǎng)印花機(jī)、可逆軋機(jī)等應(yīng)用中都取得了良好的效果。精密伺服系統(tǒng)。SRD 系統(tǒng)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品，有優(yōu)良的控制性能，可以在許多需要具有伺服性能的精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中開發(fā)應(yīng)用。如在電纜、紡織行業(yè)中作恒線速度或恒力

15、傳動(dòng)，在具有高精度控制性能的計(jì)算機(jī)控制工業(yè)縫紉機(jī)中作伺服傳動(dòng)，都有較成功的應(yīng)用。（2）國研究現(xiàn)狀SRD作為調(diào)速系統(tǒng)的一支新勁旅，從二十世紀(jì)八十年代起，我國很多研究單位、高等院校開展了開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)研究，如華中科技大學(xué)、航空航天大學(xué)、中紡機(jī)電研究所（原中國紡織機(jī)械研究所）等。并且，開關(guān)磁阻電機(jī)被列為中小型電機(jī)“七五”科研規(guī)劃項(xiàng)目。在借鑒國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國 SR 電機(jī)的研究發(fā)展很快，取得了大量的科研成果并達(dá)到了國際先進(jìn)水平，甚至在有些方面領(lǐng)先于國外技術(shù)水平，形成了一些 SRD 系列商品，最大功率達(dá)幾百千瓦，成功地將SRD應(yīng)用到電動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)、家用電器、電牽引采煤機(jī)、煤礦運(yùn)輸機(jī)、龍門刨床、紡織機(jī)械

16、、油田抽油機(jī)等產(chǎn)品中。由于這些成功的應(yīng)用案例，引起了國電工界的極大興趣，也紛紛加入到研究、開發(fā)、應(yīng)用的行列：如清華大學(xué)、大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等高等院校；如通大華泉、科匯、威靈（美的）等公司企業(yè)。目前，國的華中科技大學(xué)、中紡機(jī)電研究所都有SRD 系統(tǒng)產(chǎn)品在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用與運(yùn)行，中紡機(jī)電研究所研制的180 kW SRD 已成功用于地鐵輕軌車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。西北工業(yè)大學(xué)也于1999 年研制出了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)用SR 起動(dòng)/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。2000 年，國30kW以上的SR電機(jī)已應(yīng)用于煤礦的采煤機(jī)，SR電動(dòng)機(jī)還適用于高速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、惡劣環(huán)境中的生產(chǎn)機(jī)械傳動(dòng)等應(yīng)用，國生產(chǎn)的用于吸塵泵、離心干燥機(jī)等裝置

17、的專用高速開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速最高達(dá)30000r/ min。2001年，中紡機(jī)電研究所研制的30kW的SRD成功用于油田抽油機(jī)，節(jié)電率可達(dá)30%以上，每臺(tái)每月節(jié)約電費(fèi)2000元左右。該產(chǎn)品在明顯的節(jié)約電能的同時(shí)，又優(yōu)化和完善了電機(jī)的性能指標(biāo)與運(yùn)行中的各項(xiàng)自動(dòng)調(diào)整和保護(hù)功能。2005年10月，國家發(fā)展和改革委員會(huì)、科技部、國家環(huán)?？偩衷诼?lián)合發(fā)布的國家鼓勵(lì)發(fā)展的資源節(jié)約綜合利用和環(huán)境保護(hù)技術(shù)公告中，明確將開關(guān)磁阻調(diào)速電動(dòng)機(jī)作為電機(jī)行業(yè)重點(diǎn)推廣技術(shù)。2007年，由科匯電氣股份、理工大學(xué)等單位合作研制開關(guān)型磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，被發(fā)展改革委列為我國“十一五”期間重點(diǎn)推薦的節(jié)能型產(chǎn)品。另外，我國于近些年來

18、基于SRD陸續(xù)開發(fā)了皮帶機(jī)(雙132 kW，280 kW同步，660V)、矸石山翻矸絞車(110 kW，660V)、采煤機(jī)(雙37kW同步，電壓380V與1140V)與采煤機(jī)電牽引電機(jī)，運(yùn)行性能都很好。但我們應(yīng)該看到，目前我國對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的理論研究和整體的實(shí)際應(yīng)用與國外相比還存在較大的差距和明顯的不足，實(shí)用化工作進(jìn)展緩慢，沒有得到大量的推廣應(yīng)用。（3）SRD的發(fā)展趨勢(shì)SRD系統(tǒng)的優(yōu)化。SRD系統(tǒng)是由SR 電機(jī)與其控制裝置構(gòu)成的不可分割的整體，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)電機(jī)模型和控制系統(tǒng)綜合考慮，進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)和全局優(yōu)化。無位置傳感器SRD 系統(tǒng)的研制。位置閉環(huán)控制是開關(guān)磁阻電機(jī)的基

19、本特征，但是位置傳感器的存在使電機(jī)結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，同時(shí)也降低了可靠性。為此探索實(shí)用的無位置傳感器控制方案是十分引人注目的課題。新型控制技術(shù)的應(yīng)用。高性能 DSP和專用集成電路(ASIC)的應(yīng)用，為SRD 系統(tǒng)的高性能控制提供了可靠的硬件保證。因此，研究具有較高動(dòng)態(tài)性能、算法簡單、能抑制參數(shù)變化、擾動(dòng)與各種不確定性干擾的SRD系統(tǒng)控制技術(shù)成為近期的重要任務(wù)，SRD系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制、智能控制技術(shù)的研究成為熱點(diǎn)。振動(dòng)和噪聲研究。由于SRD系統(tǒng)是脈沖供電工作方式，瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，低速時(shí)步進(jìn)狀態(tài)明顯，振動(dòng)噪聲大，這些缺點(diǎn)限制了其在諸如伺服驅(qū)動(dòng)這類要求低速運(yùn)行平穩(wěn)且有一定靜態(tài)轉(zhuǎn)矩保持能力場(chǎng)合下的應(yīng)用。因此

20、，研究SR 電機(jī)的電磁力與振動(dòng)噪聲特征成為改進(jìn)SRD 系統(tǒng)特性的重要課題之一。鐵損耗分析與效率研究。SRD 系統(tǒng)堪稱是高效率調(diào)速系統(tǒng)，但SR電機(jī)的鐵損耗計(jì)算是難度較大的課題之一。SR電機(jī)的鐵損耗計(jì)算難度較大，這是因?yàn)殡姍C(jī)供電波形復(fù)雜、電機(jī)磁路局部飽和嚴(yán)重、電機(jī)的步進(jìn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與雙凸極結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)。SR電機(jī)的鐵損耗常常是影響效率的主要方面，尤其在斬波工作狀態(tài)與高速運(yùn)行時(shí)，鐵損耗是較為可觀的。鐵損耗分析的目的是建立準(zhǔn)確、實(shí)用的鐵損耗計(jì)算模型和分析、測(cè)試手段，以與從電機(jī)、電路結(jié)構(gòu)和控制方案著手，研究減少損耗、提高效率的措施。采用“矢量控制、魯棒技術(shù)、模糊控制”等現(xiàn)代控制理論進(jìn)行精確控制。加大在對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)

21、、振動(dòng)和噪聲要求不高的領(lǐng)域的應(yīng)用研究和推廣。項(xiàng)目技術(shù)與產(chǎn)品應(yīng)用前景和市場(chǎng)分析SRD作為一種新型調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不但其非防爆產(chǎn)品在地面驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用上完全可與直流和交流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，而且從其防爆產(chǎn)品在礦井下進(jìn)行的生產(chǎn)實(shí)踐中可以看出，SRD在礦井下驅(qū)動(dòng)裝置的應(yīng)用更具有競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用于礦井生產(chǎn)的機(jī)械設(shè)備多數(shù)都要求調(diào)速，然而由于礦井生產(chǎn)工作環(huán)境惡劣，生產(chǎn)條件差，使得礦用機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)速控制部分體積相當(dāng)大，可靠性差，機(jī)械設(shè)備維修費(fèi)用高，這給礦井高效連續(xù)生產(chǎn)帶來許多困難。而SR電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，堅(jiān)固耐用，其控制部分體積小，且能在惡劣的環(huán)境中可靠運(yùn)行，能有效解決礦用裝備高效連續(xù)生產(chǎn)的困難。因而，該調(diào)速系統(tǒng)是一

22、種性能優(yōu)越的變速傳動(dòng)系統(tǒng)。用此調(diào)速系統(tǒng)來代替我國目前礦用機(jī)械設(shè)備的調(diào)速控制系統(tǒng)具有十分重要的意義和廣闊的發(fā)展空間。國外公司很早就將其用于采煤機(jī)、皮帶機(jī)、刮板輸送機(jī)與破碎機(jī)等井下機(jī)械設(shè)備。20世紀(jì)90年代英國已研制成功300kW的開關(guān)磁阻電機(jī)，用于刮板輸送機(jī)，效果很好。在中國，盛達(dá)機(jī)械于2002年研制出國首臺(tái)采用開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)的MG200/500 -WD 型電牽引采煤機(jī)，并將1140 V電壓直接供電的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)成功安裝在MG160/ 380 -WD 型電牽引采煤機(jī)中。開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)在電牽引采煤機(jī)中的應(yīng)用雖然起步較晚，但具有發(fā)展?jié)摿?。該系統(tǒng)既有交流變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、無刷無整流子的優(yōu)點(diǎn)，也有直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速性能好、控制電路簡單、節(jié)約能源、經(jīng)濟(jì)可靠等優(yōu)勢(shì)。開關(guān)磁阻電