本文關(guān)鍵詞：電瓶叉車特種電機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 電瓶叉車 逆變器 金屬基印制電路板 SVPWM 過渡開關(guān)狀態(tài)

【摘要】：環(huán)保要求推動了動力技術(shù)的發(fā)展,電瓶叉車因其具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無廢氣排放、噪聲小等突出優(yōu)點(diǎn),成為室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具。電動叉車電機(jī)的特殊性導(dǎo)致通用的變頻器無法適用于電動叉車的控制要求,而其控制器的關(guān)鍵技術(shù)目前受控于幾家國外公司,因此,研發(fā)高性能的叉車控制系統(tǒng)具有現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)和社會效益。首先,在分析叉車逆變器核心器件功率MOSFET工作特性的基礎(chǔ)上,進(jìn)行了逆變器的驅(qū)動電路、金屬基印制電路板和逆變器的功率結(jié)構(gòu)設(shè)計；給出了功率MOSFET工作狀態(tài)下參數(shù)的分析方法,并分析了dv/dt對功率MOSFET的影響；針對逆變器橋臂間開關(guān)動作產(chǎn)生的相互干擾進(jìn)行了理論分析,提出了解決方案并通過仿真以及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,針對帶有死區(qū)的SVPWM調(diào)制策略中的矢量分離問題進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析；為解決死區(qū)產(chǎn)生的影響,給出了過渡開關(guān)狀態(tài)的概念,將過渡開關(guān)狀態(tài)與傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制策略相結(jié)合,提出了一種基于過渡開關(guān)狀態(tài)的SVPWM調(diào)制方法,該方法實(shí)現(xiàn)了開關(guān)狀態(tài)與電壓矢量的一一對應(yīng)關(guān)系；仿真結(jié)果表明基于過渡開關(guān)狀態(tài)的SVPWM調(diào)制方法明顯改善了逆變器輸出電流波形,提高了電機(jī)運(yùn)行性能。然后,給出了電瓶叉車控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和控制方案,其中硬件結(jié)構(gòu)中的電機(jī)控制器采用了DSP與CPLD為核心的控制器方案,通過檢測電路將電機(jī)狀態(tài)反饋到控制器上,保證電機(jī)可操控性；控制方案則采用了一種基于轉(zhuǎn)差頻率標(biāo)量的電流閉環(huán)控制策略,電流閉環(huán)的應(yīng)用很好的解決了在V/F控制策略下低頻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象,轉(zhuǎn)差頻率標(biāo)量閉環(huán)則解決了V/F控制策略的靜態(tài)和動態(tài)性能不理想的問題。最后,在研發(fā)的試驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計的電瓶叉車電機(jī)控制系統(tǒng)方案的有效性和可行性,基本解決了低壓大電流叉車電動機(jī)的低頻電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動和電流畸變問題,改善了電機(jī)的動態(tài)和靜態(tài)運(yùn)行性能。
【關(guān)鍵詞】：電瓶叉車 逆變器 金屬基印制電路板 SVPWM 過渡開關(guān)狀態(tài)
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH242;TM464
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景和意義11
• 1.2 電動叉車發(fā)展與研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 交流驅(qū)動技術(shù)的優(yōu)越性12-13
• 1.4 電瓶叉車對控制系統(tǒng)的要求13
• 1.5 電瓶叉車特種電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計簡介13-14
• 1.6 轉(zhuǎn)差頻率標(biāo)量控制方案14
• 1.7 課題研究內(nèi)容以及現(xiàn)實(shí)意義14-17
• 1.7.1 主要研究內(nèi)容14-15
• 1.7.2 課題現(xiàn)實(shí)意義15-17
• 第2章 電瓶叉車逆變器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)17-43
• 2.1 引言17
• 2.2 MOSFET的重要特性17-19
• 2.2.1 MOSFET的輸出特性17-18
• 2.2.2 MOSFET的轉(zhuǎn)移特性18
• 2.2.3 MOSFET的導(dǎo)通電阻與溫度的關(guān)系18-19
• 2.3 MOSFET的模型19
• 2.4 MOSFET的重要參數(shù)19-21
• 2.4.1 寄生電容19-20
• 2.4.2 柵荷系數(shù)20-21
• 2.4.3 正向跨導(dǎo),米勒平臺21
• 2.4.4 其他參數(shù)21
• 2.5 MOSFET的導(dǎo)通和關(guān)斷過程21-23
• 2.6 MOSFET的驅(qū)動電路設(shè)計23-28
• 2.6.1 MOSFET驅(qū)動電流24
• 2.6.2 MOSFET驅(qū)動損耗24
• 2.6.3 基于推挽結(jié)構(gòu)的MOSFET驅(qū)動電路24-25
• 2.6.4 基于自舉柵極驅(qū)動技術(shù)的MOSFET驅(qū)動電路25-28
• 2.7 MOSFET并聯(lián)工作28-30
• 2.7.1 MOSFET并聯(lián)工作的參數(shù)要求28-29
• 2.7.2 金屬基印制電路板布局要求29
• 2.7.3 金屬基印制電路板優(yōu)勢29-30
• 2.8 dv/dt對功率MOSFET工作的干擾與抑制30-41
• 2.8.1 MOSFET的寄生電感30-31
• 2.8.2 dv/dt對功率MOSFET工作的干擾31-33
• 2.8.3 橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中dv/dt對功率MOSFET工作的干擾與抑制33-37
• 2.8.4 橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中dv/dt對功率MOSFET影響的硬件仿真37-39
• 2.8.5 橋式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中dv/dt對功率MOSFET工作影響的抑制實(shí)驗(yàn)效果39-41
• 2.9 逆變器樣機(jī)實(shí)物41-42
• 2.10 本章小結(jié)42-43
• 第3章 兩電平逆變器的基于過渡開關(guān)狀態(tài)的SVPWM調(diào)制43-57
• 3.1 引言43
• 3.2 傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制策略原理43-45
• 3.3 死區(qū)對傳統(tǒng)SVPWM的影響以及過渡開關(guān)狀態(tài)定義45-49
• 3.4 基于過渡開關(guān)的SVPWM調(diào)制方法49-51
• 3.5 電流極性判斷51-52
• 3.6 基于過渡開關(guān)的SVPWM調(diào)制方法的仿真52-54
• 3.7 基于過渡開關(guān)的SVPWM實(shí)驗(yàn)波形54-56
• 3.8 本章小結(jié)56-57
• 第4章 電瓶叉車特種電機(jī)控制系統(tǒng)57-67
• 4.1 引言57
• 4.2 電瓶叉車特種電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)57-60
• 4.2.1 電機(jī)控制系統(tǒng)的DSP控制部分57-58
• 4.2.2 電機(jī)控制系統(tǒng)的檢測部分設(shè)計58-59
• 4.2.3 電瓶叉車特種電機(jī)控制系統(tǒng)的硬件樣機(jī)59-60
• 4.3 電瓶叉車特種電機(jī)控制系統(tǒng)的控制框圖60-64
• 4.4 實(shí)驗(yàn)測試分部分波形64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 第5章 總結(jié)與展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：992432