發(fā)布時間：2017-04-10 14:18

  本文關(guān)鍵詞：基于無刷直流電機(jī)的礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：礦用蓄電池機(jī)車作為當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中重要的運(yùn)輸工具,在煤礦開采行業(yè)中起著舉足輕重的作用。當(dāng)前,煤礦使用的蓄電池機(jī)車大多采用傳統(tǒng)的串激直流電動機(jī)作為系統(tǒng)的牽引電機(jī),采用有級調(diào)速的方式實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié),調(diào)速時需消耗大量能量在串聯(lián)電阻上,降低蓄電池的續(xù)航能力。隨著國家節(jié)能減排政策的不斷推廣和普及,以及企業(yè)對安全和性能提高迫切要求的動力下,礦用蓄電池機(jī)車必然向低能耗、高性能和高壽命的方向發(fā)展。所以,采用交流電機(jī)取代傳統(tǒng)直流電機(jī),將傳統(tǒng)的串電阻調(diào)速方式改變?yōu)樽冾l調(diào)速方式將是礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。本文針對礦用蓄電池機(jī)車工作環(huán)境惡劣、使用頻繁和穩(wěn)定性要求高等特點(diǎn),以無位置傳感器無刷直流電機(jī)的牽引調(diào)速系統(tǒng)作為研究對象,圍繞礦用蓄電池電機(jī)車在實(shí)際應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問題,將矢量控制算法應(yīng)用于無位置傳感器無刷直流電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)。本文將理論與實(shí)踐相結(jié)合,并注重解決礦用蓄電池機(jī)車控制的實(shí)際問題,研究工作主要分為以下幾個部分：(1)研究和分析學(xué)習(xí)了無刷直流電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理,提出了無位置傳感器無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置二次檢測方法；(2)完成矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),建立無刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的Matlab仿真模型,并進(jìn)行相關(guān)工作方式的仿真；(3)將無刷直流電機(jī)應(yīng)用于礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng),采用ST公司的STM32F407ZET6作為核心控制器,完成了礦用電機(jī)車無刷直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)；(4)結(jié)合硬件電路,在Keil MDK平臺上設(shè)計(jì)了本控制系統(tǒng)所需的軟件部分,分別對相關(guān)的模塊進(jìn)行了調(diào)試,從而實(shí)現(xiàn)了整體軟件的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)表明：基于矢量控制的礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng),能夠大大降低調(diào)速系統(tǒng)發(fā)生故障的概率,減小無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動,使得系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性和節(jié)能性的特點(diǎn),能夠更好的應(yīng)用于復(fù)雜的煤礦環(huán)境。
【關(guān)鍵詞】：無刷直流電機(jī) 蓄電池機(jī)車 煤礦 矢量控制 Ken MDK STM32F407ZET6
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD642;TM33
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 緒論14-20
• 1.1 研究背景及意義14-15
• 1.2 無刷直流電機(jī)的發(fā)展和未來趨勢15-16
• 1.2.1 發(fā)展現(xiàn)狀15
• 1.2.2 發(fā)展趨勢15-16
• 1.3 礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀16-17
• 1.4 無刷直流電機(jī)的常用控制策略17-18
• 1.5 本文的主要研究工作18-20
• 2 無刷直流電機(jī)的工作原理20-32
• 2.1 無刷直流電機(jī)的組成結(jié)構(gòu)20-21
• 2.2 無刷直流電機(jī)的運(yùn)行特性21-23
• 2.3 無刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.4 無刷直流電機(jī)位置信號檢測方法25-30
• 2.4.1 有位置傳感器的位置信號檢測方法26-27
• 2.4.2 無位置傳感器的位置信號檢測方法27-29
• 2.4.3 無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置二次定位法29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-32
• 3 無刷直流電機(jī)的矢量控制及仿真研究32-46
• 3.1 矢量控制原理及常用策略32-34
• 3.1.1 矢量控制原理32-33
• 3.1.2 矢量控制常用策略33-34
• 3.2 電壓空間矢量控制技術(shù)34-38
• 3.3 矢量控制下坐標(biāo)變換38-40
• 3.3.1 Park變換和Park逆變換39
• 3.3.2 Clark變換和Clark逆變換39-40
• 3.4 無刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真研究40-44
• 3.4.1 無刷直流電機(jī)矢量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-41
• 3.4.2 仿真結(jié)果及實(shí)驗(yàn)分析41-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 4 礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)46-64
• 4.1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)46-47
• 4.2 控制電路設(shè)計(jì)47-52
• 4.2.1 STM32F407ZET6最小系統(tǒng)及引腳分布47-49
• 4.2.2 數(shù)字和模擬部分電源設(shè)計(jì)49-50
• 4.2.3 通信接口設(shè)計(jì)50-52
• 4.3 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)52-55
• 4.3.1 IGBT模塊選擇52
• 4.3.2 IGBT驅(qū)動電源52-53
• 4.3.3 IGBT驅(qū)動電路53-55
• 4.4 反電動勢過零檢測電路設(shè)計(jì)55-56
• 4.5 信號檢測電路設(shè)計(jì)56-60
• 4.5.1 電流檢測電路設(shè)計(jì)57-58
• 4.5.2 電壓檢測電路設(shè)計(jì)58
• 4.5.3 過溫保護(hù)電路設(shè)計(jì)58-59
• 4.5.4 蓄電池保護(hù)電路設(shè)計(jì)59-60
• 4.6 實(shí)驗(yàn)波形60-61
• 4.7 本章小結(jié)61-64
• 5 礦用蓄電池機(jī)車調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)64-72
• 5.1 系統(tǒng)運(yùn)行主程序64-65
• 5.2 功能函數(shù)程序65-67
• 5.2.1 轉(zhuǎn)子預(yù)定位程序65-66
• 5.2.2 增量式PI調(diào)節(jié)程序66
• 5.2.3 SVPWM調(diào)制程序66-67
• 5.3 中斷服務(wù)程序67-71
• 5.3.1 換相程序67-68
• 5.3.2 AD采樣程序68-70
• 5.3.3 轉(zhuǎn)速計(jì)算子程序70
• 5.3.4 CAN通信程序70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 6 總結(jié)與展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果80

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