永磁同步电机驱动系统
架线式电机车是煤矿井下和地面原煤运输和辅助运输的重要设备，被煤矿企业广泛应用。

由于现有电机车大都采用直流电机驱动，存在维护工作量大、维修费用高、能量损耗大及相关配套人员量大等缺点，致使电机车使用效率低下，使用费用很高。

本项目是针对架线式电机车的现状，开发适用以架线式电机车的永磁同步电动机及其控制装置。

采用IGBT或IPM实现逆变器主电路，设计优良的IGBT或IPM驱动电路，保证开关器件工作的安全、可靠。

选用高性能数字信号处理器为核心，设计专用控制器，实现电机车的传动控制和工艺控制。

本项目研制成功将会给架线式电机车带来全新的变化，大大提高系统的运行效率和控制性能，延长架线式电机车的使用周期，起到节能的效果，也有效减少维修工作量。

1、国内外现状
电机车是煤矿井下和地面广泛应用的运输设备，现在直流电机驱动设备每年使用费用很高。

而现有的电机车驱动及其控制技术共有三代五个阶段：第一代技术为串励式直流电动机及其控制：这一代技术又经历了三个阶段，第一个阶段为电阻调速，存在调速性能差（为有极调速）、能耗大、电机易损、机械磨损大，以上问题直接导致维护工作量和维护费用高；第二个阶段为可控硅斩波调速，第三个阶段为IGBT斩波调速，第二和第三阶段相对于第一阶段仅解决了一个无极调速问题，能量损耗相对于第一阶段要小点，但其他问题均没有解决。

第二代技术为三相异步电动机及其控制，主要采用变频技术进行。

由于三相异步电动机的效率较低，变频技术在车辆上应用故障高，而且异步电动机起步转矩较低，不符合煤矿电机车运行环境。

目前机车应用的异步电动机存在诸多问题，暂不符合大面积推广使用技术条件。

第三代技术为永磁同步电动机及其控制技术，就是现在在做的技术。

在同步电动机中用永磁体取代传统的电激磁磁极，简化了结构，消除了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小了转子体积；省去了激磁直流电源，消除了激磁损耗和发热。

在交流驱动中，永磁同步电动机具有结构简单、坚固耐用，工作可靠，
效率高，特别是维护方便等特点，已经在许多方面得到了应用。

特别是在电动汽车和混合动力汽车方面应用的非常成功。

交流永磁同步电动机由于其体积小、重量轻、高效节能等一系列优点。

本研制项目就是针对煤矿电机车的现状，开发适用架线式电机车的永磁同步电动机驱动装置。

采用IPM实现逆变器主电路，设计优良的IPM驱动电路，保证开关器件工作的安全、可靠。

选用高性能数字信号处理器为核心，设计专用控制器，实现电机车的传动控制和工艺控制。

2、应用的目的、意义
本项目的研制成功将会给煤矿电机车带来全新的变化，大大提高系统的运行效率和控制性能，减少输入电量、起到节能的效果，也有效减少维修工作量。

主要表现在：
（1）、维护费用将大大降低，永磁电机几乎为免维护电机，在运行过程中有电制动功能，极大降低了机械磨损，以前存在的维护难问题将彻底解决，将节约大量的人力和财力；
（2）、节能：永磁电机以高效节能著称，制动采用电气制动，将极大提高系
统效率，节约电能；
（3）提高安全性能并减少机械磨损：传统电机车没有制动和能量回馈功能，制动靠机械闸产生摩擦力使机车减速，制动闸轮在操作过程中延迟较大，制动过程较长，采用永磁同步电机及其控制的电机车电制动效果明显，在一般情况下不需要使用机械闸，有效提高了车辆的安全性，同时大大减少了机械磨损。