当前,煤矿普遍利用异步电机串联减速器、液力耦合器等传动机构对带式输送机进行驱动;这种驱动形式存在机械效率低、电能浪费严重、驱动设备占用空间大、维护成本高等不足。为解决上述不足,本文对煤矿带式输送机驱动系统进行研究;将外转子永磁同步电机内置于煤矿带式输送机驱动辊内,省去减速器等传动装置进行直接驱动,实现高效节能的目的。为此本文设计了一款低速大转矩外转子永磁同步电机,并对煤矿带式输送机外转子直驱系统的速度控制策略进行研究。低速大转矩外转子永磁同步电机因多级结构易产生较大齿槽转矩,对电机的稳定运行产生影响。因此在设计电机时充分考虑齿槽转矩的影响,基于能量法建立表贴式外转子永磁电机的齿槽转矩数学模型,通过对模型进行解析,得到电机主要参数对齿槽转矩的影响关系,通过合理设计电机参数抑制齿槽转矩。为了提高电机能量密度,控制电机体积实现内置直驱;结合分数槽绕组和集中绕组的绕线特点,通过改变绕组跨距拓扑优化出分块集中绕组的绕线形式,使各项绕组分块独立、无交叉,提高绕组因数。通过Ansoft RMxprt软件对初步计算得到的电机主要参数进行优化分析,修正相应参数,得到最优电磁方案。利用Ansoft Maxwell2D和ANSYS软件分别对电机电磁方案以及温度场进行仿真,验证电机能够满足直驱要求、设计合理。因采用直驱的方式,煤矿带式输送机的负载扰动直接作用在电机上,对速度控制的稳态精度产生严重影响。通过对煤矿带式输送机进行动力学分析,结合外转子永磁电机数学模型,建立外转子直驱系统的数学模型,还原直驱系统负载特性。在充分考虑系统参数的不确定性和饱和性的同时,兼顾瞬态以及稳态性能,利用复合非线性反馈(CNF)控制动态改变系统阻尼比,使系统能够快速响应、降低超调;通过积分滑模控制(ISMC)对系统不确定部分进行补偿,降低转速波动;设计了复合非线性反馈积分滑模(ISMC-CNF)控制器。通过Simulink软件对控制器随机负载的仿真结果表明,采用ISMC-CNF控制策略,系统响应快、转速波动小且几乎无超调。该论文有图101幅,表11个,参考文献70篇。