DOI: 10. 13347 /j . cnki . mkaq. 2016. 06. 032
煤矿无刷直流电机无位置传感器启动技术
朱世
安
(
煤科集团沈阳研究院有限公司
,
辽宁
抚顺
113122)
摘 要
:
针对煤矿无刷直流电机无位置传感器启动过程
,
提出基于变频升压启动技术
。
在分
析煤
矿无刷直流电机数学模型和无位置传感器启动理论的基础上
,
设计煤矿无刷直流电机无位置传
感器启动控制系统硬件电路和启动过程软件程序
。
系统能够实现煤矿无刷直流电机可靠启动
,
具有硬件电路简单
、
稳定性好等优点
。
关键词
:
无位置传感器
;
矿用电机
;
反电动势
;
启动技术
;
变频升压
中图分类号
: TD614
文献标志码
: A
文章编号
: 1003 - 496X( 2016) 06 - 0115 - 04
Start - up Technology of Sensorless for Coal Mine Brushless DC Motor
ZHU Shi'an
( China Coal Technology and Engineering Group Shenyang Research Institute,Fushun 113122,China)
Abstract: For the starting procedure of sensorless of coal mine brushless DC motor,the start - up technology based on variable - fre-
quency and increase - voltage method is proposed. On the basis of analyzing mathematical model of coal - mine brushless DC motor and
start - up theory of sensorless,the hardware circuit and software program of start - up procedure for coal - mine brushless DC motor
sensorless control system is designed. The system can achieve the reliable start - up of coal - mine brushless DC motor,and has the
advantages such as simple structure and good stability.
Key words: sensorless; mine motor; back electromotive force; start technology; variable - frequency increase - voltage
近年
来
,
通过检测电机磁链
、
电压和电流等参数
的变化
,
而发展起来的无位置传感器技术是煤矿无
刷直流电机控制技术的发展趋势
[1]
。
反电
动势法
控制简单
、
实现方便
,
属于目前煤矿无刷直流电机无
位置传感器控制中常用的技术
。
在电机稳态和高速
运行时应用效果较好
,
但反电动势大小与电机运行
速度成正比
,
假如电机处于静止或较低速度运行状
态
,
反电动势很难检
,
因此
,
在电机启动或低速状态
时应该采用其他控制策略
[2]
。
在分析煤矿无刷直
流电机数学模型
基础上
,
提出基于变频升压启动技
术
,
设计煤矿无刷直流电机无位置传感器启动技术
硬件电路和软件程序
,
为无位置传感器控制技术的
发展奠定基础
。
1
煤矿无刷直流电机
煤矿无刷直流电机的转子为永磁体
,
定子为电
枢绕组
,
三相绕组的电磁场与永磁体的磁场相互作
用产生恒定的转矩驱动转子旋转
。
再电机旋转的不
同位置
,
绕组通入不同方向的电流来保证电枢电流
磁场和定子固定磁场相互正交
,
只有在这种情况下
电机可以产生最大转矩
[3]
。
研究的控制对象为两极三相六状态永磁煤矿无
刷
直
流电机
,
定子电枢绕组采用星形接法
,
导通方式
为两两导通
,
对煤矿无刷直流电机数学模型进行分
析
,
为了分析方便做如下假设
:
①电枢电子三相绕组
电角度互差
120°,
结构完全对称
,
并且参数相同
;
②
定子绕组的电枢反应对系统的影响忽略不计
;
③转
子永磁体产生的气隙磁场梯形波
,
三相绕组反电动
势也为梯形波
,
且波顶宽度为
120°
电角度
;
④电机
内部有气隙磁场分布均匀
,
不产生磁路饱和
,
不考虑
磁滞损耗
;
⑤忽略齿槽效应
,
绕组均匀分布在定子的
光滑内表面
。
根据电机的电压平衡方程
:
U = ri + L
di
d
t
+ E ( 1)
式中
: U
为
每相的相电压
; r
为每相绕组的电阻
值
; i
为通入每相绕组电流值
; L
为每相绕组电感值
;
E
为每相的反电动势
; t
为时间
。
根据式
( 1)
可以得到三相煤矿无刷直流电机运
行过程的
A、B
和
C
相电压方程为
:
·511·
第
47
卷 第
6
期
2016
年
6
月
Safety in Coal Mines
Vol. 47 No. 6
Jun. 2016
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