變頻調(diào)速在礦用蓄電池電機車上的應用研究.pdf

1、礦用蓄電池電機車是煤礦生產(chǎn)所需的一種主要的運輸裝置，目前主要采用直流電動機驅(qū)動。但是，隨著交流調(diào)速技術的發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)的性能有了很大了提高，同時由于交流電機和直流電機相比具有功率大、效率高、無電刷和換向器，維護成本小的優(yōu)點，因此用交流電動機取代直流電動機應用在礦用蓄電池電機車上，已成為礦用蓄電池電機車發(fā)展的趨勢。 本文針對蓄電池電機車采用直流電動機驅(qū)動的不足之處，提出了一種新的調(diào)速方案：把原有的直流電機用交流異步電動機代替，

2、進而用交流變頻調(diào)速方法對異步電動機進行調(diào)速，而且為了進一步提高電機車的調(diào)速性能，變頻調(diào)速系統(tǒng)采用的控制方法是高動態(tài)性能的矢量控制。 本文首先分析了礦用蓄電池電機車用交流異步電動機的數(shù)學模型，給出了采用矢量控制的原理和實現(xiàn)方法，并對所采用的控制算法進行了分析，建立了礦用蓄電池電機車的交流矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型，并對仿真結(jié)果進行了分析以驗證算法的可行性。仿真結(jié)果表明矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)具有很高的動態(tài)性能。隨后作者進行了部分硬

3、件和軟件的設計和開發(fā)，設計了基于單片機80C196MC和智能功率模塊(IPM)的礦用電機車矢量控制系統(tǒng)。該方案利用受控于單片機的智能功率模塊產(chǎn)生電機的三相電壓；利用80C196MC單片機中的WFG產(chǎn)生SPWM信號，芯片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電流采樣，事件處理器陣列(EPA)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)速檢測。該方案充分利用了單片機的片內(nèi)外設和IPM的內(nèi)置保護和驅(qū)動電路，大大簡化了系統(tǒng)設計。最后作者對所設計系統(tǒng)進行了實驗室實驗以驗證所設計的調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能。