变频调速系统在矿用电机车上的应用

近年来，电力电子技术、计算机技术、自动控制技术取得了迅猛的发展，导致电力传动技术一场历史性的革命。 随着我国煤矿现代化程度的不断提高，作为煤矿井下生产“瓶颈”之一的矿用电机车运输系统从可靠性、维护性及经济性上考虑，必须研制新型的电机车调速牵引系统。

同直流电动机相比，交流电动机具有明显的优势：体积小，重量轻，坚固耐用，维修方便。同时交流电动机在运转时没有直流电动机那样的换向火花，所以更适合应用在井下防爆环境。而采用变频调速技术的交流电机车由于不用高耗能降压电阻，节电率可达 35%，还具有维修率低、启动转矩大、调速性能好、经济效益高等优点，使得交流电机车取代直流电机车已成为一种趋势。

所以，用交流异步电动机作为电机车的牵引电机是最好的选择。 由于考虑电机车的工作环境恶劣，调速系统处于频繁的起动、制动、加减速等状态，还要适应负载上下坡和颠簸路况等情况，因此要求电动机启动转矩大，过载能力强，而采用矢量控制的交流调速系统启动转矩和牵引特性可以和直流电动机调速时的特性相媲美。所以，本论文采用矢量控制方案。矢量控制经过多年的发展，各方面性能都在不断提高，并已进入实用阶段，同时高性能 DSP 芯片的应用解决了矢量控制中的计算量大的问题，所以高动态性能的矢量控制变频器已经成功地应用在轧机主传动、电力机车牵引系统和数控机床等项目中。采用高速电动机控制专用 DSP、嵌入式实时软件操作系统，开发更实用的转子磁场定向方法和精确的磁通观测器，使变频器获得高起动转矩、高过载能力，将是未来矢量控制技术的重要发展方向。

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