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变频调速技术在电机车电动机的应用

 电机车是矿井轨道运输的主要牵引设备。其中,架线式牵引机车多年来一直沿用结构复杂、故障率高和维修费用大的直流电动机,且目前国内绝大多数矿山牵引机车还在使用触头电阻调速方式,处于耗电量与维修量大的状态。由于变频调速牵引机车采用了故障率低和性能可靠的三相异步交流鼠笼式电动机,结合技术先进与节电效果显著的变频调速器,取代直流电机车比较落后的驱动技术,达到了当代世界先进技术水平。
    由于工作环境特点所致,矿用电机车调速系统处于频繁的启动、制动和加减速等状态,还要适应负荷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。另外,调速系统不但要能四象限运行,还要能再生制动到低速。这样,当负载转矩增大时,转速就能迅速下降,而电动机输出功率基本不变,从而使电动机不易因负载增大而引起过载。反之,当负载变小时,电动机转速能自然上升,以利于提高生产效率。此外,为防止主轮打滑,调速系统还应考虑具有*大转矩限幅功能。由于逆变器和电动机都安装在电机车上,所以整个调速系统应尽可能设计得体积小、重量轻、硬件结构简单和控制方便。对于直接转矩控制而言,在高速运行阶段,除了电动机定子电阻不需知道其它参数,所以直接转矩控制对电动机参数的依赖性比矢量控制要低许多。其产品包括5t、8t和10t隔爆型电动机斩波调速控制装置,目前已广泛应用于以电池为动力源的交流电动机牵引驱动矿山电机车上。
 
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