DOI:10.16545/j.cnki.cmet.2011.05.006 ·601· 煤 矿 机 电 2011 年第 5 期 一种新型开关磁阻电机功率变换器 张志宝，张怡，许文专 ( 江苏斯菲尔电气股份有限公司，江苏 江阴 ) 214429 摘 要: 为使变换器进一步减少功率器件的开关次数，降低器件的损耗，提高系统的效率，提出一 种新型五电平开关磁阻电机( ) 功率变换器的拓扑结构。实验结果表明，该变换器具有很高的 实用性，能使开关磁阻电机控制系统在大功率场合得以应用。 关键词: 开关磁阻电机; 五电平功率变换器; 设计 中图分类号: 文章编号: 1001 － 0874( 2011) 05 － 0105 － 03 文献标识码: TM352 TN626 SRM A ; New Type Switched-Reluctance Motor Power Converter ZHANG Zhi-bao ( ， ZHANG Yi ， ， ， XU Wen-zhuan ， ) Jiangsu SFERE Electric Co． Ltd． Jiangyin 214429 China : Abstract efficiency of system In order to reduce the switching frequency and the loss of power apparatus for converter ( the topology structure of a new type five-level switched-reluctance motor ， ， improve the ) SRM power converter is proposed． The experiment results showed that this converter has high practicability to make the SRM control system apply in the large power situation． Keywords switched-reluctance motor SRMP ( ) ; five-level power converter ; design : 。 、 、 ) 由开关磁阻电机 开关磁阻电机驱动系统 ( ， SRD 功率变换器 其功率变换器是驱动 Switched Reluctance 控制器 Drive 和位置检测器组成 的 电路装置，对整个系统的性能起着关键的作用，由于 功率器件本身容量的限制，对于一些大功率应用场 合，传统的功率变换器很难满足系统的要求 本文 提出一种新型大功率五电平 功率变换器拓扑 结构，与传统功率变换器相比，该拓扑结构能够将 SRM SRM 。 应用于一些大功率现场 SRM 1 新型大功率五电平 SRM 功率变换器拓扑结构 。 1． 1 不对称半桥式功率变换器 目前常见的拓扑结构有: 桥型 公共开关型 、 、 H 不对称半桥式 电机双绕型 N + 、 电容裂相型等，这些电路都各有优缺 ) 开关树型 1 、 点和适用场合，从使用效果来说，最常用的是不对称 直流电源分裂式 、 ( 、 表 1 521 #安装自动采制样装置试验结果对比表 误差 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 ) 采样点随机控制，不仅能使任何部位的物料 都有机会被采出，而且能高速准确地采取煤流中的 全断面煤样，样品的代表性 真实性显著高于人工采 、 样，可以准确指导生产 手工采制样灰分 / % / % / % 1 日期 机器采制样灰分 月 月 月 月 月 月 月 月 15． 78 16． 17 12． 45 14． 18 15． 36 16． 68 17． 21 14． 11 日 日 日 日 日 日 日 日 16 17 18 19 20 21 22 23 12 12 12 12 12 12 12 12 4． 2 运行效果 古矿选煤厂 16． 80 16． 73 12． 48 14． 82 15． 58 17． 71 17． 42 14． 21 521 # 带式输送机采制样装置项目 投入试运行两个月以来，使用稳定，数据准确 1． 02 0． 56 0． 03 0． 64 0． 22 1． 03 0． 21 0． 10 。 。 2 3 ) 采样 制样和弃料是一体化自动完成，工作 、 效率提高，采样人员劳动强度降低 。 ) 采制样装置系统密封性强，水分散失低，无 粉尘污染，符合环保要求，工作环境明显得到改善 作者简介: 王彦( 院煤加工专业，现在古书院煤矿选煤厂从事技术工作。 。 ) ，女，工程师。1996 年毕业于山西矿业学 1974 － ( 收稿日期: 2011 － 03 － 02 ; 责任编辑: 姚克) 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

2011 年第 5 期 煤 矿 机 电 ·701· 半桥结构，如图 所示 。 1 其主要特点为: 图 2 五电平功率变换器主电路拓扑结构 ) 减少器件的开关次数，可以降低系统的损 2 耗，提高系统的效率 。 3 ) 开关器件承受的电压为直流电压一半，在同 等器件容量的情况下，可以将开关磁阻电机控制系 统应用到更大功率场合 。 五种电压状态: 每一相绕组通电时该变换器 种电压状态，以 5 ) 主开关器件 3 导通，绕组电 相为例，如图 A ， Sa2 ， Sa3 ， Sa4 所示 Sa1 。 所示，此时绕组承受的电压为 ia : 主开关器件 1 中 所示，此时绕组承受的电压为 ， Sa2 ， Sa3 Sa1 2U。 导通，绕组 ia : 主开关器件 0 所示，此时绕组承受的电压为 ， Sa4 Sa3 U。 导通，绕组电流 : 主 开 关 器 件 － 1 ，绕组电流如图 中 ia 3d 0。 Sa2 导 通，二 极 管 所示，此时绕组承受 : 二极管 所示，此时绕组承受的电压为 Da1 Da2 ， ， ， D1 D2 ，绕组电 － 2U。 图 1 不对称半桥式功率变换器 各主开关器件的电压额定值为 由于主 1． 1． 1 开关器件的电压定额与电动机绕组的电压额定近似 相等，故该电路用足了主开关器件的额定电压，可以 用来控制相绕组电流 U。 由于每相绕组接至各自的不对称半桥，在线 1． 1． 2 路上彼此是完全独立，故这种结构对绕组相数没有 任何的限制 。 。 电动机绕组与开关器件串联 由于每相需 1． 1． 3 要两个主开关器件，不存在上 。 下桥臂直通的隐患 、 功率变换器 。 1． 2 SRM 新型大功率五电平 不对称半桥式结构的开关器件因本身容量受到 限制，该拓扑在一些大功率场合还是不能满足要求 。 为保留该拓扑结构优点的基础上，现提出一种新型 大功率五电平 与传 统的不对称半桥结构相比，此拓扑结构在每相多了 两个主开关器件和四个二极管 为了增加系统的电 。 平数，在直流侧取一电源中性点 功率变换器，如图 所示 SRM 图 中 。 2 0。 2 U1 = U2 = U。 1． 2． 1 五电平功率变换器主要优点 1 ) 每一相的上 下半桥用两个管子串联，在相 、 同 电机容量下，其拓扑结构器件的容量只有传统变 换器器件容量的一半，可减少系统成本 。 1． 2． 2 具有 1 流如图 3a 中 ) 状态 2 3b ) 状态 中 3c ia ) 状 态 电流如图 3 如图 4 ， D1 Da1 的电压为 － U。 5 流如图 ) 状态 中 3e － 2 ia 2 仿真结果 控制方式下，采用五电平功率变换器对 SRM CCC 在 调速系统进行了仿真，见图 4。 系统空载启动，进入稳态后，在 ，得到电机磁链 加负载 速曲线如图 TL = 50 N·m 。 所示 5 t = 0． 12 s 电流 、 转矩 、 时突 转 、 ) 状态 ( a 2 ( b ) 状态 ( ) 状态 1 d 图 3 五电平功率变换器主电路的相开关状态 0 c ( ) 状态 － 1 ) 状态 ( e － 2 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

·801· 煤 矿 机 电 2011 年第 5 期 图 4 五电平功率变换器的 CCC 控制方式 仿真结果表明，启动阶段参考电流的限幅作用 图 5 开关磁阻电机磁链、电流、转矩和转速波形图 在 很有效，没有造成电流和转矩的冲击 t = 0． 12 s 时突加负载，转速发生很小的速降，然后迅速恢复平 衡状态，电机的转矩脉动很小 为传统功率变 换器与五电平功率变换器开关次数仿真结果，由图 可以看出，五电平功率变换器拓扑可以大大减少 。 6 器件的开关次数，降低了开关损耗 图 。 6 。 3 结语 实验结果表明，新型大功率变换器拓扑可以减 少功率器件的开关次数，降低器件的损耗，提高系统 与传统功率变换器相比，在相同电机容量 的效率 下 ，该拓扑结构器件的容量只有传统变换器器件容 。 图 6 五电平拓扑结构与不对称半桥结构开关次数的比较图 量 的一半，减少了系统成本 在同等容量下，可以将 。 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net

2011 年第 5 期 煤 矿 机 电 ·901· 基于 iFIX 和海康威视摄像机的 选煤厂语音广播报警系统 朱延涛 ( 平顶山中选自控系统有限公司，河南 平顶山 ) 467002 摘 要: 随着选煤厂集控系统规模扩大，集控人员和现场岗位人员的工作强度不断增加的问题， 提出将集控系统中的设备报警和启停操作信息，通过语音广播方式实时播放的设计方案。当集控 系统上位机组态软件 iFIX 监控到设备发生故障或进行启停操作时，可将激活语音播报程序进行实 时播报，并通过工业电视系统中的海康威视摄像机，及时了解设备的故障原因和启停操作状态。实 际应用表明效果良好。 关键词: 语音报警; 广播系统; 选煤厂 中图分类号: 文章编号: 1001 － 0874( 2011) 05 － 0109 － 02 文献标识码: TN931 + ． 2 B Coal Separating Plant Voice Broadcasting Alarming System Based on iFIX and Haikang Weishi Camera Pingdingshan Zhongxuan Automatic Control System Co． ZHU Yan-tao ( ， Ltd． ， Pingdingshan 467002 ， China ) : Abstract ， With the enlarge of coal separating plant centralized control system and increased work intensity of centralized control and field staff the design scheme of setting the alarm control system and start-stop operation by real-time voice broadcasting is proposed． When the host computer configuration software iFiX of centralized control system monitors the installation abnormal operation or do the start and stop operation it can activate voice report program to do real-time broadcasting． It can monitor the fault reasons and start / stop operation state by Haikang Weishi camera in industrial TV system． The application shows good result． Keywords voice alarming broadcasting system coal separating plant : ; ; ， 1 问题的提出 语音广播报警系统主要是语音报警和语言广播 两个方向，在语音报警方面，有使用微软的语音阅读 组件直接阅读报警信息，虽然便于使用，识别率也很 高，但因机械的发音，使之发音非常不清晰; 有使用 事先人工录制好的音频文件，当设备故障时，根据报 函数，播放相对应设备 警信息调用 的 Windows API 报警信息的音频文件，播放的音质可以得到保证，但 由于厂房中的设备有数百台，每台设备往往至少有 个报警信息，即需要录制的音频文件就要上千 5 ～ 6 个，这样，不同的企业设备编号和报警内容又不同， 通用性不强; 也有调用 函数播放语 音报警，其占用资源很严重，当报警正在播放时，对 进行其他操作就会出现短暂的停顿，甚至屏幕 Windows API 的 iFIX 出现局部白屏 。 檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿檿 开关磁阻电机控制系统应用到更大功率的场合 武汉: 华中理工大学出版社， 参考文献: ［ ］ 陈昊 1 ) ，男，工程师，在读硕士研究生。研究方 开关磁阻调速电动机的原理设计应用［ ［ ］ 詹琼华 2 开关磁阻电动机［ 徐州: 中国 1981 － 1992． ］ ． 。 ］ ． M M ． ． 作者简介: 张志宝( 向为电力电子技术。 矿业大学出版社， 2000． ( 收稿日期: 2011 － 04 － 08 ; 责任编辑: 姚克) 中国煤炭期刊网 www.chinacaj.net