基于转差频率矢量控制的电动叉车变频电液系统研究

发布时间：2020-08-07 18:47

【摘要】： 采用交流异步电机变频调速技术的电动叉车由于其优良的动态控制性能,节能和环保并举,现已逐步取代柴动叉车和直流电动叉车,成为国内外叉车发展的新趋势。电机控制系统是电动叉车的技术核心,直接决定其工作性能提高和完善。至今,我国电动叉车的研究主要集中在稳定性、操作性和结构优化方面。与国外相比,电动叉车异步电机变频电液控制系统的研发以及功率匹配和节能优化技术方面还有很大的差距,使得电动叉车电液系统变频调速控制方法的研究及其实现已成为现阶段研究的热点。论文结合山河智能电动叉车项目研发,选题研究交流电动叉车变频调速电液控制系统,主要内容如下: 首先,综合分析了目前电动叉车的技术发展现状以及交流变频调速技术的研究应用状况,找出现有电动叉车调速控制技术性能上的不足。其次,提出采用异步电机转差频率矢量控制代替异步电机标量控制的策略,并根据叉车的作业特性,尤其是液压系统负载特性的研究,简化电动叉车液压系统模型,建立电动叉车交流异步电机变频调速电液控制系统数学模型。再次,根据电动叉车转差频率矢量控制变频调速电液控制系统的理论分析和数学建模,利用现代仿真软件Matlab/Simulink对交流异步电机电控系统进行仿真;结合液压系统的简化数学模型,综合Matlab/Simulink软件和AMEsim软件各自的优势,利用联合仿真对叉车作业的实际工况进行模拟和分析。仿真实验重点对轻载提升和满载提升两种典型作业进行了模拟分析。最后,对山河智能交流电动叉车SWFE15AC-4F1利用现代测试方法和先进测量仪器,进行全面的测试实验,以验证电动叉车变频调速电液系统理论分析和仿真实验的正确性和可行性。研究表明,采用转差频率矢量控制方法驱动交流电动叉车液压系统,转速动态响应快、转矩和电流波动小,并具有良好的稳态特性。
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH242
【图文】：

原理图,液压电梯,变频驱动,控制系统

.3.4国内变频电液技术应用情况介绍目前国内，变频液压技术在液压电梯、起重机等领域已经有应用和发展。图1一2为变频驱动液压电梯的原理图。国内变频驱动液压技术的研究和液压电梯的研究是密不可分的，浙江大学流体传动及控制国家重点实验室自1992年开展对变频驱动液压电梯研究来，先后开发研制了三种变频液压电梯控制系统:变频一阀控相结合、上下行全变频和带蓄能器的变频控制系统。变频一阀控相结合的变频驱动液压电梯控制系统，其上行采用变频变压变频容积调速控制，下行则采用流量一电反馈二通电液比例阀控制的混合控制系统。该系统的特点是对变频器的力矩性能要求不高，无需电机轴转速反馈，简化液压泵站结构;而下行采用流量反馈的比例二通阀调速，虽然结构简单，但是下行过程的势能没有得到有效的利用，在下行过程中由于阀口节流损失引起的油液温升比较严重

山河,提升系统,交流电,智能

2.1电动叉车电液系统简介2.1.1电动叉车液压传动系统基本功能本文所研究的电动叉车属于平衡重式叉车，图2一1为山河智能生产的SWFE15一4FI交流电动叉车，其工作装置主要由取物装置(货叉及叉架)、门架、起升机构、门架倾斜机构和液压传动系统等组成。叉车工作时，如平地取货，驾驶员首先控制倾斜多路阀的手柄，使货叉适当向外倾斜，将货物装到货叉上(如果货物的位置比较高，则要先启动提升多路阀，使货叉达到所需高度)，然后搬运到目的地。与柴动叉车作业相同，交流电动叉车液压控制系统主要实现货物提升(提升和门架倾斜)和全液压转向功能。下面将分别介绍其机构:图2一1山河智能SWFI巧一4FI交流电动又车l)提升系统提升作业是叉车区别于普通车辆(如观光游览车)的一个功能。提升系统又分为竖直提升和倾斜两个并行的功能。如图2一2所示，提升机构由货叉1、提升液压缸2、门架3、导向滑轮及轮架4组成121。驾驶员叉上货物时，首先要使货叉适当向外倾斜

变频调速系统,磁链,开环,定子电流

控制系统是由电机的动态数学模型导出128]，其最大特点是，可以消除动态过程中转矩和电流的波动，减少谐波和噪声.图2一4描述了交流电动叉车泵电机采用的磁链开环转差频率矢量控制系统原理。该系统中有:①速度调节器的输出作为定子电流转矩分量给定值iT，;②定子电流励磁分量瑞，与转子磁通给定信号姚‘满足姚’一L。玩，[2一，;③l’z，，l’u，经坐标变换合成后产生定子电流幅值和相角给定信号人，只~J一」_一.一一，*~一。.~**_、

【引证文献】