基于轉(zhuǎn)差頻率矢量控制的電動叉車變頻電液系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2020-08-07 18:47
【摘要】: 采用交流異步電機變頻調(diào)速技術的電動叉車由于其優(yōu)良的動態(tài)控制性能,節(jié)能和環(huán)保并舉,現(xiàn)已逐步取代柴動叉車和直流電動叉車,成為國內(nèi)外叉車發(fā)展的新趨勢。電機控制系統(tǒng)是電動叉車的技術核心,直接決定其工作性能提高和完善。至今,我國電動叉車的研究主要集中在穩(wěn)定性、操作性和結構優(yōu)化方面。與國外相比,電動叉車異步電機變頻電液控制系統(tǒng)的研發(fā)以及功率匹配和節(jié)能優(yōu)化技術方面還有很大的差距,使得電動叉車電液系統(tǒng)變頻調(diào)速控制方法的研究及其實現(xiàn)已成為現(xiàn)階段研究的熱點。論文結合山河智能電動叉車項目研發(fā),選題研究交流電動叉車變頻調(diào)速電液控制系統(tǒng),主要內(nèi)容如下: 首先,綜合分析了目前電動叉車的技術發(fā)展現(xiàn)狀以及交流變頻調(diào)速技術的研究應用狀況,找出現(xiàn)有電動叉車調(diào)速控制技術性能上的不足。 其次,提出采用異步電機轉(zhuǎn)差頻率矢量控制代替異步電機標量控制的策略,并根據(jù)叉車的作業(yè)特性,尤其是液壓系統(tǒng)負載特性的研究,簡化電動叉車液壓系統(tǒng)模型,建立電動叉車交流異步電機變頻調(diào)速電液控制系統(tǒng)數(shù)學模型。 再次,根據(jù)電動叉車轉(zhuǎn)差頻率矢量控制變頻調(diào)速電液控制系統(tǒng)的理論分析和數(shù)學建模,利用現(xiàn)代仿真軟件Matlab/Simulink對交流異步電機電控系統(tǒng)進行仿真;結合液壓系統(tǒng)的簡化數(shù)學模型,綜合Matlab/Simulink軟件和AMEsim軟件各自的優(yōu)勢,利用聯(lián)合仿真對叉車作業(yè)的實際工況進行模擬和分析。仿真實驗重點對輕載提升和滿載提升兩種典型作業(yè)進行了模擬分析。 最后,對山河智能交流電動叉車SWFE15AC-4F1利用現(xiàn)代測試方法和先進測量儀器,進行全面的測試實驗,以驗證電動叉車變頻調(diào)速電液系統(tǒng)理論分析和仿真實驗的正確性和可行性。 研究表明,采用轉(zhuǎn)差頻率矢量控制方法驅(qū)動交流電動叉車液壓系統(tǒng),轉(zhuǎn)速動態(tài)響應快、轉(zhuǎn)矩和電流波動小,并具有良好的穩(wěn)態(tài)特性。
【學位授予單位】:中南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2009
【分類號】:TH242
【圖文】:
.3.4國內(nèi)變頻電液技術應用情況介紹目前國內(nèi),變頻液壓技術在液壓電梯、起重機等領域已經(jīng)有應用和發(fā)展。圖1一2為變頻驅(qū)動液壓電梯的原理圖。國內(nèi)變頻驅(qū)動液壓技術的研究和液壓電梯的研究是密不可分的,浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室自1992年開展對變頻驅(qū)動液壓電梯研究來,先后開發(fā)研制了三種變頻液壓電梯控制系統(tǒng):變頻一閥控相結合、上下行全變頻和帶蓄能器的變頻控制系統(tǒng)。變頻一閥控相結合的變頻驅(qū)動液壓電梯控制系統(tǒng),其上行采用變頻變壓變頻容積調(diào)速控制,下行則采用流量一電反饋二通電液比例閥控制的混合控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是對變頻器的力矩性能要求不高,無需電機軸轉(zhuǎn)速反饋,簡化液壓泵站結構;而下行采用流量反饋的比例二通閥調(diào)速,雖然結構簡單,但是下行過程的勢能沒有得到有效的利用,在下行過程中由于閥口節(jié)流損失引起的油液溫升比較嚴重
2.1電動叉車電液系統(tǒng)簡介2.1.1電動叉車液壓傳動系統(tǒng)基本功能本文所研究的電動叉車屬于平衡重式叉車,圖2一1為山河智能生產(chǎn)的SWFE15一4FI交流電動叉車,其工作裝置主要由取物裝置(貨叉及叉架)、門架、起升機構、門架傾斜機構和液壓傳動系統(tǒng)等組成。叉車工作時,如平地取貨,駕駛員首先控制傾斜多路閥的手柄,使貨叉適當向外傾斜,將貨物裝到貨叉上(如果貨物的位置比較高,則要先啟動提升多路閥,使貨叉達到所需高度),然后搬運到目的地。與柴動叉車作業(yè)相同,交流電動叉車液壓控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)貨物提升(提升和門架傾斜)和全液壓轉(zhuǎn)向功能。下面將分別介紹其機構:圖2一1山河智能SWFI巧一4FI交流電動又車l)提升系統(tǒng)提升作業(yè)是叉車區(qū)別于普通車輛(如觀光游覽車)的一個功能。提升系統(tǒng)又分為豎直提升和傾斜兩個并行的功能。如圖2一2所示,提升機構由貨叉1、提升液壓缸2、門架3、導向滑輪及輪架4組成121。駕駛員叉上貨物時,首先要使貨叉適當向外傾斜
控制系統(tǒng)是由電機的動態(tài)數(shù)學模型導出128],其最大特點是,可以消除動態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩和電流的波動,減少諧波和噪聲.圖2一4描述了交流電動叉車泵電機采用的磁鏈開環(huán)轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)原理。該系統(tǒng)中有:①速度調(diào)節(jié)器的輸出作為定子電流轉(zhuǎn)矩分量給定值iT,;②定子電流勵磁分量瑞,與轉(zhuǎn)子磁通給定信號姚‘滿足姚’一L。玩,[2一,;③l’z,,l’u,經(jīng)坐標變換合成后產(chǎn)生定子電流幅值和相角給定信號人,只~J一」_一.一一,*~一。.~**_、
本文編號:2784379
【學位授予單位】:中南大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2009
【分類號】:TH242
【圖文】:
.3.4國內(nèi)變頻電液技術應用情況介紹目前國內(nèi),變頻液壓技術在液壓電梯、起重機等領域已經(jīng)有應用和發(fā)展。圖1一2為變頻驅(qū)動液壓電梯的原理圖。國內(nèi)變頻驅(qū)動液壓技術的研究和液壓電梯的研究是密不可分的,浙江大學流體傳動及控制國家重點實驗室自1992年開展對變頻驅(qū)動液壓電梯研究來,先后開發(fā)研制了三種變頻液壓電梯控制系統(tǒng):變頻一閥控相結合、上下行全變頻和帶蓄能器的變頻控制系統(tǒng)。變頻一閥控相結合的變頻驅(qū)動液壓電梯控制系統(tǒng),其上行采用變頻變壓變頻容積調(diào)速控制,下行則采用流量一電反饋二通電液比例閥控制的混合控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特點是對變頻器的力矩性能要求不高,無需電機軸轉(zhuǎn)速反饋,簡化液壓泵站結構;而下行采用流量反饋的比例二通閥調(diào)速,雖然結構簡單,但是下行過程的勢能沒有得到有效的利用,在下行過程中由于閥口節(jié)流損失引起的油液溫升比較嚴重
2.1電動叉車電液系統(tǒng)簡介2.1.1電動叉車液壓傳動系統(tǒng)基本功能本文所研究的電動叉車屬于平衡重式叉車,圖2一1為山河智能生產(chǎn)的SWFE15一4FI交流電動叉車,其工作裝置主要由取物裝置(貨叉及叉架)、門架、起升機構、門架傾斜機構和液壓傳動系統(tǒng)等組成。叉車工作時,如平地取貨,駕駛員首先控制傾斜多路閥的手柄,使貨叉適當向外傾斜,將貨物裝到貨叉上(如果貨物的位置比較高,則要先啟動提升多路閥,使貨叉達到所需高度),然后搬運到目的地。與柴動叉車作業(yè)相同,交流電動叉車液壓控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)貨物提升(提升和門架傾斜)和全液壓轉(zhuǎn)向功能。下面將分別介紹其機構:圖2一1山河智能SWFI巧一4FI交流電動又車l)提升系統(tǒng)提升作業(yè)是叉車區(qū)別于普通車輛(如觀光游覽車)的一個功能。提升系統(tǒng)又分為豎直提升和傾斜兩個并行的功能。如圖2一2所示,提升機構由貨叉1、提升液壓缸2、門架3、導向滑輪及輪架4組成121。駕駛員叉上貨物時,首先要使貨叉適當向外傾斜
控制系統(tǒng)是由電機的動態(tài)數(shù)學模型導出128],其最大特點是,可以消除動態(tài)過程中轉(zhuǎn)矩和電流的波動,減少諧波和噪聲.圖2一4描述了交流電動叉車泵電機采用的磁鏈開環(huán)轉(zhuǎn)差頻率矢量控制系統(tǒng)原理。該系統(tǒng)中有:①速度調(diào)節(jié)器的輸出作為定子電流轉(zhuǎn)矩分量給定值iT,;②定子電流勵磁分量瑞,與轉(zhuǎn)子磁通給定信號姚‘滿足姚’一L。玩,[2一,;③l’z,,l’u,經(jīng)坐標變換合成后產(chǎn)生定子電流幅值和相角給定信號人,只~J一」_一.一一,*~一。.~**_、
【引證文獻】
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1 陳子凱;工程電機及其電控器測試系統(tǒng)的設計與研發(fā)[D];集美大學;2011年
2 安超群;某電動自行式剪型高空作業(yè)平臺仿真研究[D];南京理工大學;2012年
3 陳麗偉;帶蓄能器的變頻電動叉車舉升系統(tǒng)節(jié)能研究[D];中南大學;2010年
本文編號:2784379
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