根据用户的要求，我们设计的整流单元分为两种型式：
一种是由普通二极管（整流桥）整流电路和电解电容滤波电路共同构成，如图9所示：整流单元负责将交流输入电压进行整流滤波，产生直流电压，给两台控制单元供电。 图9 整流电路图 整流电路的工作原理比较简单，但是当采煤机工作在具有坡度的工作面时要求牵引的电控系统具有四象限运行的能力，进而要求整流电路具有内置回馈的功能。当控制单元处于发电运行时，将产生的直流电能，用回馈单元将直流电能逆变为交流电，传送到电网中。 另一种是内置回馈单元的整流电路，因为通常使用的二极管整流电路不具备回馈能力，所以具有回馈功能的整流电路需要采用可双向传输能力的开关元件（IGBT）代替二极管组成桥式电路结构。如图10所示： 图10 整流回馈电路原理框图 为达到回馈功能，该电路采用三组IGBT模块（内含有6只IGBT，T1-T6）代替原二极第8页
管整流模块。当电机电动运行时,3组IGBT模块处于关断状态，内部反向并联的二极管可以构成三相整流电路，进行整流供电。
当电机制动运行时，3组IGBT模块构成的三相桥式逆变电路可以在直流母线电压超过650V 时，根据交流电源的三相相位，通过IGBT进行相应的通断控制，将直流能量反馈到交流电网，通过回馈控制板可以实现回馈相位同步、回馈功率自适应控制、异常故障保护等功能。回馈控制板在对IGBT模块进行回馈控制过程中，当检测到缺相、过流、短路等故障后自动停机，同时通过EO口发出报警，控制系统可停机提示检查或通过RE口复位。
电控系统的整流单元接受交流电源供电（3相380V/50Hz），将其整流成直流电（约520V）后供给2台控制单元;当在采煤机下坡或降速，SRD控制单元可以制动发电，使直流侧电压升高，当超过设定的门槛电压时，可以将通过整流单元的回馈电路将直流电能回馈到交流电网。
La、Lb、Lc三只滤波电感在回馈工作时起到限流作用，需要用户接在控制器外部，但用户必须注意相序严格按照要求接线，即L1和L1’、L2和L2’、L3和L3’（参考连线颜色）必须接在同一滤波电感两端，绝对不能接错，否则可能造成回馈电路工作不正常甚至损坏元器件。
3.2.2控制单元的原理
SRD控制单元的系统框图如图11： 图11 SRD控制单元的系统框图 2台SRD控制单元接受整流单元中的用户的控制指令信号（启动、速度给定、转向、复位等），并分别控制2台SRD电动机运行。SRD电动机的运行状态（转速、角位移等信号）
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通过位置传感器反馈给SRD控制单元。2台控制单元还把二台电动机的运行电流信号（对应转矩、功率）传至整流单元中的数字同步给定板。数字同步给定板接受来自采煤机电控系统（PLC）的外部速度指令信号，同时根据2台SRD电动机的运行电流调节2台SRD电动机的转速和输出功率。使2台电动机保持输出功率基本一致。当系统发生各种故障（过载、堵转、过流、过压、欠压、过温度等）时，系统保护停机，并向采煤机的外围电气系统发出故障信号。
由图11可以看出，SRD控制单元的工作原理是由控制板对电机的状态进行分析计算，再通过功率电路（如图14所示）实现对电机的驱动。
图12 SRD控制单元的功能结构框图
SRD控制单元功能框图如图12所示：由控制板、 推动板、功率电路组成。
控制板由一个单片机及数字、模拟电路组成。控 制板的作用是根据外部操作控制要求和电动机的实际 运行情况不断调节其输出信号，并通过推动板和功率 电路来改变电动机绕组的通电时刻及电流大小，控制 图13 开关相序示意图 板的通电相序如图13所示，通过采用单相或两相同时通电的工作方式，实现对电机绕组的通电控制，使之达到规定的运行要求，如转向、转速、电动、制动等工作状态。电动机
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的运行参数(如转速等)及故障情况通过显示板显示。
推动板的作用是接收来自控制板的相输出信号，经过隔离放大，产生IGBT的推动信号；另外，推动板还包括了一个多路输出的开关电源，它输出供控制板使用的+5V和±15V控制电源和供多路推动电路使用的隔离电源。
SRD控制单元的功率电路如图14所示。三相交流电源经整流单元向SRD控制单元提供直流电源。六个IGBT功率开关TA、TB、TC、TA、TB、TC和续流二极管DA、DB、DC、DA、DB、DC组成半桥式逆变电路，输出与电动机绕组连接，从而实现对电机绕组的通断控制。
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图14 SRD控制单元的功率电路示意图 SRD控制单元的控制电路必须对电机转子位置信号（同时可作为转速反馈信号）和绕组电流信号进行检测，前面在电动机的基本结构和工作原理中已介绍了电机转子位置信号的检测方法，而绕组电流信号则是通过霍尔式电流传感器实现的，我们将在后边进行介绍。
4、电控系统的功能部件和元器件的介绍
电控系统由四部分组成，即1台整流单元、2台SRD控制单元、1台总线单元，整流单元负责将交流输入电压进行整流滤波，产生直流电压，给2台SRD控制单元供电，同时整流单元可以内置回馈功能，当控制单元处于发电运行时将产生的直流电能回馈到交流电网。控制单元负责对相应的SRD电机进行转速、转矩控制。总线单元负责连接用户、电机、整流单元、SRD控制单元之间的控制或功率接线。
因为总线单元主要为接线，相互关系在说明书中介绍比较详细，所以下面我们仅对整流单元、SRD控制单元的工作原理进行介绍。
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4.1整流单元
整流单元由以下部分组成：整流滤波电路部分（可内置回馈单元）、回馈控制板部分（需内置回馈单元时采用）、数字同步给定板部分（TBD）、故障检测板部分。
图15 整流单元结构层次示意图 图16整流单元上层分布图 整流单元内部结构分为上、中、下三层，如图15所示：整流滤波电路部分主要位于最底层的散热铝板上；回馈控制板位于中层屏蔽钢板；上电板（ASP）、数字同步给定板（TBD）以及故障检测板（AERB）共同安装在最上层的屏蔽钢板上如图16所示。
整流单元的面板上仅有一个显示窗口，对应采煤机故障检测板的8个状态指示灯，用户在故障排查时如果打开隔爆柜的盖板可以看到。
图17为内置回馈电路的整流单元的电气原理图，无回馈功能的整流单元是在此基础上将IGBT换为整流桥，取消回馈控制板（REV）、电流检测器（DCU01、DCU02），所以不再将原理图重复给出，而在后面的介绍中说明。
下面我们按照详细介绍每个功能部分的工作原理。
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