矿用带式输送机是一种输送距离长、带载量大、连续输送的煤炭高效开采机电一体化设备,被广泛应用于高产高效的矿井中。目前的矿用带式输送机多采用大功率异步电动机配合减速机、液力耦合器的驱动方式,但存在的传动效率低、占地空间大、带载起动难等问题。据此本文提出了一种基于外转子永磁同步电机直驱的矿用带式输送机及其控制系统,以外转子永磁同步电机直驱滚筒驱动带式输送机运行,替代传统的驱动结构,达到省去液力耦合器,提高传动效率的目的。本文具体的研究工作如下。首先,对外转子永磁同步电机直驱方式与传统驱动结构进行了对比分析,通过分析外转子永磁直驱的优势及特性,再结合矿用带式输送机的动力学模型,得出了矿用带式输送机对驱动电机的要求,以及基于外转子永磁同步电机驱动的矿用带式输送机S型起动速度曲线;其次,根据坐标变换的原理,建立了基于d-q旋转坐标系下的外转子永磁同步电机动态数学模型,根据矿用带式输送机需要低速大转矩的驱动特性,提出了适用于低速运行工况且id=0的磁场定向控制策略。考虑到矿下恶劣的工作环境不便于安装位置与速度传感器,以及电机低速时难以测量转子信息等因素,引入基于扩展卡尔曼滤波算法来精确估算转子位置及速度,调速系统采用空间矢量脉宽调制控制策略,实现了无位置传感器的永磁同步电动机调速控制。最后,基于Matlab/Simulink平台上搭建了外转子永磁同步电机直驱滚筒仿真模型,验证了直驱调速系统起动稳定、鲁棒性好和转矩响应快的特性。通过硬件设计和实验平台的搭建,进一步实验验证了矿用带式输送机外转子永磁同步电机直驱调速系统具有良好起动性能和带负载能力,可以满足矿用带式输送机低速大转矩的要求,并极具有良好的推广应用前景。图[43]表[9]参[74]