矿用隔爆型开关磁阻电动机制造技术

一种矿用隔爆型开关磁阻电动机，由矿用隔爆型开关磁阻电动机、控制电机的电机控制器以及用于安装电机控制器的隔爆外壳等三部分组成，其特征在于：电机的定转子为双凸极１２／８齿结构，定子齿上有集中绕组，每四个齿的绕组相连接，构成一相绕组；电机控制器由起动及给定电路、脉宽调制电路、通电逻辑电路以及给定积分器、速度调节器、电流调节器等组成；电机控制器位于隔爆外壳内。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动机，尤其涉及适用于矿业行业使用的电动机。技术背景目前煤矿井下常用的调速系统有直流调速系统和交流调速系统。直流调速电动机调速性能好，但电机结构复杂，造价高，又是有刷结构，碳刷和整流子易产生火化，整流子易磨损、变形、故障率高，维护工作量大，维修费用高。交流调速系统，维护量少，性能较高，其电机上无碳刷和整流子，结构简单，工作可靠，但其起动电流大，起动转矩小，再生制动控制复杂。国内现有的开关磁阻电动机仅应用于地面不防爆的场合，没有适合在煤矿井下高煤尘、易燃、易爆的恶劣工况环境中运行的开关磁阻电动机。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种矿用隔爆型开关磁阻电动机，本技术的电机转子无绕组，无碳刷也不加永磁体，维护量小；系统起动电流小，起动转矩大，每小时起动次数不受限制，可作不间断的连续起动制动工作，系统在整个调速范围内功率因数和效率都很高，且调控性能好，能够四象限运行，可实现再生制动。本技术的目的是这样实现的本技术由矿用隔爆型开关磁阻电动机、控制电机的电机控制器以及用于安装电机控制器的隔爆外壳三部分组成；本技术中的电机为隔爆型，其定转子为双凸极12/8齿结构。定子齿上有集中绕组，每四个齿的绕组相连接，构成三组绕组。当某相绕组通电时，将产生一个使邻近转子齿与该相绕组轴线相重合的电磁转矩。顺序对各相绕组通电，则可使转子连续转动。改变通电次序，可改变电动机转向。控制该电流的大小和通断时刻，可以改变转矩，改变转速，还可以实现制动运行。电机控制器由起动及给定电路、脉宽调制电路、通电逻辑电路以及给定积分器、速度调节器、电流调节器等组成。是根据外部操作控制要求和电动机实际运行情况连续调节输出信号，以通过驱动电路改变电动机的通电，使电动机达到规定的运行要求，如转向、转矩、转速电动与制动等，并使电动机处于最佳工作状态。隔爆外壳满足机械和电气闭锁要求；开关内装有隔离开关、熔断器、抗冷凝装置；以及用于抗干扰的进出线电抗器；设计了用于冷却控制器功率元件的水冷腔体。在电动机的后部，装有高性能红外光电元件传感器，并且有防尘密封罩保护。附图说明图1为本技术的结构框图；图2为本技术的电机结构图；图3为本技术中控制器的功率电路示意图；图4为本技术中控制器的控制电路逻辑框图。图5为本技术中隔爆外壳剖视图；图6为本技术中电机结构剖面图； 如图所示矿用隔爆型开关磁阻电动机由电机1、电机控制器3、用于安装电机控制器的隔爆外壳三部分组成；磁阻电动机1为定转子5双凸极12/8齿结构，定子4齿上有集中绕组，每四个齿的绕组相连接，构成A、B、C三组绕组，当某相绕组通电时，将产生一个使邻近转子齿与该相绕组轴线相重合的电磁转矩，顺序对各相绕组通电(如A-B-C-A)，则可使转子5连续转动。改变通电次序，可改变电动机转向。控制该电流的大小和通断时刻，可以改变转矩，改变转速，还可以实现制动运行。为了检测电动机转子的瞬时位置和转速，在电动机后部装有传感器2。该传感器2采用高性能红外光电元件。其抗干扰能力强，耐热性能好，寿命长，并且有防尘密封罩保护。在电机控制器3的功率电路中，三相交流电源经二极管整流桥V转换为直流电源，六个IGBT功率开关和续流二极管组成三相半桥式逆变电路，分别向电动机三相绕组供电，当一相功率开关(如TA、T′A)导通时，经端子(A、A′)向电动机绕组(A组)通电；当功率开关关断时，该绕组通过续流二极管(DA、D′A)向电容C续流和回馈能量，并使电流迅速降至零。这里功率开关同电动机绕组相串联，避免了桥式逆变电路(如变频器)易发生上下桥臂元件直通短路的危险，故工作可靠性高，保护电路也可简化。所有功率元件安装在散热板上，散热板固定在隔爆腔的水冷面上，结构紧凑，散热效果好。控制电路的作用是根据外部操作控制要求和电动机实际运行情况连续调节输出信号，以通过驱动电路改变电动机的通电，使之达到规定的运行要求，如转向、转矩、转速电动与制动等，并使之处于最佳工作状态。控制电路由一个单片机及数字、模拟电路组成，抗干扰能力强，动态响应快。由控制电路逻辑框图可见，其调速系统属转速电流双闭环系统，通过脉冲宽度调制电路调节加于电动机绕组上的电压和电流，实现调速和稳速的目的。通过逻辑电路改变通电相序改变电动机的转向，并通过改变换向角度改变电动机的电动和制动工作状态。电流限幅电路则改善了电动机转动的平稳性，并实现了电机控制器3和电动机1的安全工作。此外，控制电路还实现了多种保护和自诊断功能。由于单片机程序的可修改性，还可以较方便地满足用户在电动机性能等方面的各种特殊要求。操作显示电路用以接受手动或电气操作信号，如起动/停止、转向、转速信号等，并将操作情况和电动机实际运行情况及故障情况用背光液晶显示器显示出来。用于安装电机控制器的隔爆外壳9满足机械和电气闭锁要求；隔爆外壳9内装有隔离开关8、熔断器、抗冷凝装置、以及用于抗干扰的进出线电抗器7；设计了用于冷却控制器功率元件的水冷腔体6；隔爆外壳主箱门上装有用于常规保护(控制器以外应有的保护)和控制器保护；进线电流表三个显示窗口及各种操作按钮。并为远方操作按纽设计了本安先导回路。实施例 1、在矸石山提升绞车上的应用2000年10月漳村矿矸石山提升绞车完成了矿用隔爆型开关磁阻电动机代替原异步机组作为主拖动系统的改造，实现了改善提升绞车性能的目的。矿用磁阻电动机额定功率110KW，额定电压660VAC，起动电流小于30A，调速范围50-2000rpm，对应车速0-2.5米/秒，点运速度为250rpm(不可调)，采用PLC控制及中文液晶显示，实现了料车位置适时显示及每日累计运量统计。与原有系统相比，磁阻电动机起动平稳，减少了对电网的冲击，调速简便，节约电能；系统自动化程度高，安全可靠，用人少，维护量小，降低了配件消耗费用；采用点动速度缩短了更换提升钢丝绳的时间。2、在采煤机上的应用2000年12月常村煤矿英国安德森EL-100采煤机完成了矿用隔爆型开关磁阻电动机代替原采煤机直流牵引系统的改造，用两台37KW矿用隔爆型磁阻电动机代替原有英国CT公司的两台直流电机作为牵引电机，并将原1140/460V变压器去掉，牵引电机电源由原来的460VAC改为1140VAC，达到了简化系统、降低维护成本的目的，与原有电气系统的联系由新增PLC实现。矿用SRD的参数为额定功率2×37KW；额定电压1140V；额定电流25A；起动电流＜10A； 调速范围80-2600rpm，对应车速0.4-12.88米/分；功率平衡两台电机功率平衡控制在10％以内；牵引方式无线电发射器，终端站操作，手动操作；机械特性80-1300rpm时恒转矩，1300-2600rpm时恒功率；牵引力200-400KN(400KN对应6.44m/min，200KN对应12.88.m/min)；3、在主皮带机上的应用2001年3月常村矿SO主皮带运输机完成了矿用隔爆型开关磁阻电动机代替原异步机组作为主拖动系统的改造，实现了皮带机软起动和提速的目的，并增加了皮带机点动运行方式(0.7m/s)，缩短了主皮带换带时间。主皮带机矿用SRD的主要参数为额定功率2×132KW；额定电压660VAC；转速范围50-2000rpm；功率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：师文林，高超，李志斌，白宏峰，
申请(专利权)人：潞安矿业集团有限责任公司，山西潞安矿业集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：