大功率矿井提升机外转子电励磁同步电机驱动系统
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中矿传动技术交流
产品技术
2023年第06期
总第85期
2023年02月13日发布
大功率矿井提升机外转子电励磁同步电机驱动系统
变频技术研发部 供稿
导读：外转子电励磁同步电机应用在大功率矿井提升机上，是矿山领域一种非典型性应用案例。该电机多为国外进口，优势在于将外转子与滚筒相结合，节省了现场空间，但同时由于其运用在大功率提升系统中，提升滚筒容易因为钢丝绳的张力造成变形，从而引起电机磁场波动，从而引起转矩的波动。
我司根据外转子电磁同步电机特点，针对大功率矿井提升机应用现场进行研发设计，采用ACD系列变频器，进行电控系统改造升级，已经成功应用于多套3MW级矿井提升改造项目中。
技术背景
矿井提升机外转子电励磁同步电机的主轴对应电机的内定子，置于主轴支座。电机的外转子由滚筒、转子绕组及阻尼绕组组成。滚筒外表面固定有摩擦绳衬垫，以提供钢丝绳与滚筒之间的摩擦力。外转子电励磁同步电机内部设有冷却风道，用于电机定转子绕组散热。
由于外转子电励磁同步电机提升机钢丝绳直接作用于电机的外转子，导致电机的气隙产生变化，引起电机磁场的波动，进而引起转矩的波动，若电机驱动系统不作相应的优化控制，则会缩减机械设备使用寿命。此外，由于电机主轴静止，旋转部位于外转子，普通编码器无法适用，增加了速度检测的复杂度。
解决方案
针对上述问题，我司研发了应用于大功率矿井提升机外转子电励磁同步电机的高性能变频驱动系统。该系统采用公司自研生产的ACD系列大功率变频器，成功解决了现场问题，并在多套3MW级矿井提升改造项目中，成功实施，实现对原国外电控系统方案的完美替代。
系统优点：
电机高性能转矩控制及非线性磁链观测技术。该控制策略降低了机电系统耦合振动强度，改善控制性能的同时，提高了机械系统的使用寿命。
结合该提升机电机与滚筒相结合的特点，通过检测电机电信号及振动信号，实现对提升机系统机械结构的故障预测及诊断。
设计一种外转子电励磁同步电机高精度速度检测设备，该设备无惧煤炭粉尘污染，解决了轴向及径向偏摆，具备抗振动、抗干扰优点，且该检测设备免维护。
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