礦用電機車作為礦山主要的輔助運輸設(shè)備,承擔(dān)著矸石、設(shè)備、人員的運輸任務(wù),但是礦用電機車技術(shù)發(fā)展滯后。直流礦用電機車的電機易產(chǎn)生火花對防爆性要求較高。而且,直流電機車一般采用分級調(diào)速和能耗制動方式,能量無法回收。交流礦用電機車采用的異步電機功率因數(shù)低,導(dǎo)致能量利用率較低。而永磁同步電機采用電氣換向,并具有轉(zhuǎn)矩大,功率因素高,能量易回收的優(yōu)勢。為了提高礦用電機車的驅(qū)動性能和電池組能量利用率,本文以使用永磁同步電機的礦用電機車為研究對象,對其調(diào)速和能量回饋系統(tǒng)進行分析與研究。首先,根據(jù)礦用電機車的參數(shù)和實際工況,選用永磁同步電機作為牽引電機。并對比永磁同步電機常用的DTC和FOC兩種調(diào)速控制策略優(yōu)劣,確定采用FOC控制策略對電機車進行調(diào)速。在FOC控制策略中,位置傳感器是實現(xiàn)調(diào)速的重要組成部分,但在潮濕和高污染的煤礦環(huán)境易受影響。本文采用PLL轉(zhuǎn)子位置檢測方法配合高頻脈振注入法替代機械式位置傳感器,提高系統(tǒng)抗干擾能力。然后,分別從礦用電機車的機械制動過程、電機的回饋過程、回饋能量的計算理論、電機車回饋系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)四個角度對能量回饋系統(tǒng)進行了分析。最終,確定了在回饋系統(tǒng)采用雙向半橋式DC-DC... 

【文章來源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 礦用蓄電池電機車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀
        1.2.1 礦用電機車牽引電機的類型
        1.2.2 礦用電機車牽引電機的控制策略
        1.2.3 礦用電機車能量回饋技術(shù)
    1.3 礦用電機車永磁同步電機調(diào)速及制動回饋系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)
        1.3.2 永磁同步電機制動回饋系統(tǒng)
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
2 礦用電機車調(diào)速系統(tǒng)的研究
    2.1 礦用電機車的實際工況和技術(shù)要求
        2.1.1 礦用電機車的實際工況
        2.1.2 調(diào)速性能要求
    2.2 礦用電機車永磁同步電機的調(diào)速控制方案
        2.2.1 DTC變頻調(diào)速系統(tǒng)
        2.2.2 FOC變頻調(diào)速系統(tǒng)
    2.3 永磁同步電機的FOC控制
        2.3.1 FOC控制策略分析
        2.3.2 基于無傳感器的FOC控制
    2.4 本章小結(jié)
3 礦用電機車制動回饋系統(tǒng)的分析
    3.1 礦用電機車機械制動過程分析
    3.2 礦用電機車能量回饋方案
        3.2.1 礦用電機車回饋過程分析
        3.2.2 電機回饋能量的計算
        3.2.3 回饋系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)
    3.3 本章小結(jié)
4 調(diào)速與制動回饋系統(tǒng)仿真驗證
    4.1 礦用電機車FOC調(diào)速系統(tǒng)的仿真
        4.1.1 FOC調(diào)速系統(tǒng)子模塊設(shè)計
        4.1.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
    4.2 礦用電機車無傳感器調(diào)速系統(tǒng)的仿真驗證
        4.2.1 位置觀測器設(shè)計
        4.2.2 無傳感器調(diào)速系統(tǒng)總體設(shè)計
        4.2.3 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
    4.3 礦用電機車能量回饋系統(tǒng)的仿真及結(jié)果分析
        4.3.1 雙向DC-DC變換器設(shè)計
        4.3.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
    5.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
        5.1.1 主電路
        5.1.2 IPM模塊
        5.1.3 電源電路設(shè)計
        5.1.4 檢測電路
        5.1.5 過壓過流保護電路
        5.1.6 驅(qū)動隔離電路
    5.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計
        5.2.1 主程序流程圖
        5.2.2 系統(tǒng)初始化流程圖
        5.2.3 AD中斷模塊流程圖
        5.2.4 系統(tǒng)控制流程圖
        5.2.5 PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計流程圖
    5.3 系統(tǒng)實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3149526