无刷直流电机在电动转辙机中应用

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1、20o9年4月铁道通信信号ApriI2009第45卷第4期RAILWAYSIGNALUNG＆C0MMUNICAT【0NV0l_45No．4无刷直流电机在电动转辙机中的应用张胜平摘要：分析了zD6型电动转辙机有刷电机的缺点，介绍了无刷直流电机取代有刷电机的方案及可靠性措施。关键词：无刷直流电机；电动转辙机；控制；可靠性Abstract：Thoughanalyzingthedisadvantages0ftllebmshmot0rinZD6typeElectricSwitchMachine，thisp印erintmdueesthereplacemen

2、tofbI1lshm0torbybⅢshlessDCmotorandspeci6creliabilitymeas—UIleS．KeyworIls：BmshlessDCm0tor；ElectricSwitchMachine；Contr01；Reliability电动转辙机是铁路信号道岔转辙装置中的关键器和转子位置传感器3部分组成。电动机本体由定设备，驱动电机作为电动转辙机的核心部件，其性子和转子组成，电枢绕组安装在定子上，永久磁钢能的好坏直接决定着转辙机的可靠性，从而影响着安装在转子上，这与传统直流永磁电动机的结构正铁路行车的安全和效率。为了提高

3、转辙机的可靠好相反；由位置传感器、控制电路以及功率逻辑开性，适应现代化信号设备的发展需要，无刷直流电关电路共同组成的换相装置，使得无刷直流电动机机替换zD6电动转辙机的有刷直流电机，开始受在运行过程中，由定子绕组产生的跳变磁场和转子到相关技术人员的关注与研究。磁钢产生的连续磁场，始终保持90。左右的电角度，从而产生转矩推动转子旋转。1使用无刷直流电机的必要性应用技术条件：安装尺寸必须与原电机相同；目前，现场大量使用的zD6系列电动转辙机，由220V全波整流电源供电；电机能可靠正、反采用普通直流串激电动机作为动力源，具有运行效转；转辙机在现场工作

4、条件下，额定转速大于率高和调速性能好等优点。但传统的直流电动机均235Or／min，工作时间不大于9s；电动机额定转采用电刷，以机械方法进行换相，其结构复杂，并矩不小于O．88N·m，要有较大的启动转矩，以受材料的限制，电刷容易磨损，由此带来了噪声、克服尖轨与滑床板间的静摩擦；电动机的绝缘等级火花、无线电干扰、寿命短等致命弱点；因绝缘性应不低于B级绝缘。根据系统要求，制定如下应能差，功率小，电枢绕组在反复作用下容易断线、用方案。短路；直流电机需要定期清扫炭粉、定期更换炭2．1电机本体方案刷，信号工必须经常开盖检查维护，不仅浪费大量电机定子采用三

5、相星形对称绕组，因为道岔转的人力、财力，而且影响行车安全。换时间较短，一般不超过9s，所以适合采用工艺无刷直流电机是根据现代控制技术和电机理论简单的集中绕组，定子铁心采用斜槽形式，利于方而研制的新型机电一体化产品，国内外对它的研究波直流电流驱动，提高电机的起动性能，使电机运己较成熟。由于无刷直流电机采用了电子换向、行更加平稳。PWM调速，克服了机械换向带来的一系列问题，电机转子采用稀土永磁钕铁硼材料，四对极结从而大大延长了电机的使用寿命，近年来已广泛应构。由于永磁材料自身的特点，使电机重量明显降用于家电、汽车、数控机床、机器人等领域。但它低，体

6、积减小；系统输出的机械特性较硬，平稳可在铁路转辙机方面的应用研究才刚刚起步。靠；适合电动转辙机的突然反转、堵转驱动等特殊要求。2无刷直流电机应用方案2．2位置传感器方案无刷直流电动机一般主要由电动机本体、控制准确检测转子位置，并根据转子位置及时对功率器件进行切换，是无刷直流电动机正常运行的关辽宁铁道职业技术学院讲师，12loo0辽宁键。用位置传感器来作为转子的位置检测装置是最收稿日期：20091．12。直接有效的方法，一般将位置传感器安装于转子的一25—铁道通信信号2009年第45卷第4期轴上，实现转子位置的实时检测。常用的位置传感求，另一方面

7、因长期置于室外，使用环境恶劣，对器主要有光电式、电磁式和磁敏式3种类型。根据转辙机的可靠性研究显得非常重要。提高无刷直流各自的特点，结合电动转辙机的要求，宜采用小封电机的可靠性应重点从提高控制器的可靠性着手。装、开关型磁敏式霍尔位置传感器。3．1电子元器件的质量控制2．3系统控制方案尽量选用高可靠、集成芯片的单片机，而不用对于有位置传感器的无刷直流电机控制器，在分立元件；对器件和印制板应严格进行电性能和工控制方式上主要采用以专用集成芯片、单片机或艺性能的筛选和检查；降额使用，即在低于元器件DSP芯片为核心的控制。以专用集成芯片为核心的额定电流和

8、电压值的条件下运用；对装配、调试进控制器，系统结构简单，价格较便宜，但是系统灵活行严格的质量管理，并对系统进行最全面的测试和性不足，保护功能有限；以D