發(fā)布時(shí)間：2021-04-01 05:40

　　隨著技術(shù)的發(fā)展,在運(yùn)輸領(lǐng)域制動(dòng)能量回饋技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注。車輛制動(dòng)能量的回收不僅能夠減少環(huán)境污染、節(jié)約能量,同時(shí)還能減少車輛的運(yùn)營成本。作為采礦行業(yè)的運(yùn)輸工具,礦山運(yùn)輸車輛一般采用油電串聯(lián)式混合動(dòng)力作為驅(qū)動(dòng)力,由于礦車自身的質(zhì)量和載重量較大,在運(yùn)行過程中存在著較大的慣性動(dòng)能,下坡和減速停車時(shí)會(huì)消耗大量的能量。傳統(tǒng)的礦車制動(dòng)時(shí),一般采用摩擦制動(dòng)或電阻制動(dòng)的方式,這兩種方式都是將制動(dòng)能量以熱的形式耗散,造成了能量的極大浪費(fèi)。為了提高能源的利用效率,針對串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)輪礦車的制動(dòng)能量回收問題,本文首先分析了礦車再生制動(dòng)時(shí)的能量流動(dòng)情況,然后對礦車制動(dòng)時(shí)的能量損失情況進(jìn)行了分析,針對礦車制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的制動(dòng)回饋能量,本文采用超級電容和電池組相結(jié)合對礦車制動(dòng)產(chǎn)生的能量進(jìn)行吸收。礦車的電機(jī)控制采用傳統(tǒng)的矢量控制方式,并通過仿真模擬礦車啟動(dòng)、運(yùn)行以及制動(dòng)情況;通過對儲能裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析對比,確定了采用電池組與超級電容組分別與電源變換裝置連接再并聯(lián)到直流母線上的結(jié)構(gòu)。分析了礦車制動(dòng)能量回饋的原理以及礦車基礎(chǔ)動(dòng)力學(xué)模型并對制動(dòng)時(shí)的能量進(jìn)行了計(jì)算,通過對超級電容和電池等效電路模型以及SOC估... 

【文章來源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

湘電集團(tuán)SF系列礦車電動(dòng)輪載重自卸卡車是應(yīng)用于工礦行業(yè)的一種混合動(dòng)力車輛，它摒棄了傳統(tǒng)

碩士學(xué)位論文15ACRASRACRPark反變換SVPWMVSIPark變換Clark變換速度傳感器+-+-+-M++++++圖2.6異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)框圖2.4.3異步電機(jī)的仿真分析如圖2.7所示為異步搭建的異步電機(jī)矢量控制仿真圖，系統(tǒng)主要包括了磁鏈調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器、坐標(biāo)變換模塊、磁鏈觀測模塊、SVPWM模塊。給定的磁鏈與反饋回的實(shí)際磁鏈做差，得到差值經(jīng)過磁鏈調(diào)節(jié)器后D軸電流參考值；給定的轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速做差，得到額定差值經(jīng)過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器得到參考轉(zhuǎn)矩，參考轉(zhuǎn)矩與反饋回的實(shí)際轉(zhuǎn)矩做差，得到的差值經(jīng)過轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器得到Q軸電流參考值，經(jīng)過反Park變換后送入到SVPWM模塊生成逆變電路的驅(qū)動(dòng)脈沖，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的矢量控制。圖2.7異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真圖如圖2.8所示為根據(jù)式（2.9）所搭建的異步電機(jī)磁鏈觀測模塊，得到電機(jī)

串聯(lián)式混合動(dòng)力車輛制動(dòng)能量回饋控制策略研究16的電角度以及異步電機(jī)的磁鏈。圖2.8磁鏈和電角度計(jì)算模塊如圖2.9所示為仿真模擬的牽引電機(jī)的運(yùn)行情況。如圖(a)以及圖(b)所示初始啟動(dòng)階段電機(jī)以最大1100NM左右的恒定轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，礦車正常運(yùn)行時(shí)的速度約為45km/h，通過換算給定的電機(jī)參考轉(zhuǎn)速為1400r/min；當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)結(jié)束，電機(jī)開始進(jìn)入勻速運(yùn)行階段，轉(zhuǎn)速保持在1400r/min，此時(shí)電機(jī)輸出的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩保持平衡，保持在300Nm；此后電機(jī)開始進(jìn)入制動(dòng)階段，為了使得電機(jī)開始減速，電機(jī)開始輸出負(fù)的轉(zhuǎn)矩，以1100Nm左右的恒定轉(zhuǎn)矩減速，直到電機(jī)完全停止。如圖(c)所示為觀測到的電機(jī)的磁鏈波形，給定的磁鏈參考值為0.99Wb，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，觀測到的電機(jī)磁鏈在0.25s內(nèi)上升到參考值附近，并一直保持到電機(jī)啟動(dòng)完成，電機(jī)啟動(dòng)完成時(shí)輸出電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩平衡，勻速運(yùn)行階段，觀測到的磁鏈有所下降；當(dāng)電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，磁鏈繼續(xù)下降，直到制動(dòng)結(jié)束，磁鏈上升。如圖(d)所示，為整個(gè)過程中電機(jī)電流的變化情況。電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的最大峰值電流達(dá)到了800A左右，然后約0.25s內(nèi)減小到峰值400A左右，并一直保持到電機(jī)啟動(dòng)完成；之后電機(jī)進(jìn)入勻速運(yùn)行階段，此時(shí)的電機(jī)電流峰值保持在160A左右；直到電機(jī)進(jìn)入制動(dòng)減速階段，定子電流反向，使得制動(dòng)轉(zhuǎn)矩反向，峰值電流保持在400A左右，直到電機(jī)逐漸減速頻率逐漸降低，直到電機(jī)制動(dòng)完成。n（r/min）t（s）400000.51.5122.533.580012001600圖(a)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速波形


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