电动叉车用异步电机调速系统的研究

发布时间：2017-04-12 13:25

  本文关键词：电动叉车用异步电机调速系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电动叉车是物料生产中的一种重要运输装置,其一直沿用直流电机驱动,随着交流电机控制理论的不断发展与应用,电动叉车已经较少使用直流电机作为驱动单元,交流电动驱动逐渐成为主流。针对当前电动叉车用异步电机调速的现状和需求,研制了一款以英飞凌单片机为核心的电机驱动控制器。控制器采用间接矢量控制策略,对电动叉车的驱动系统进行准确、有效地控制,以提高电动叉车的性能。 本文首先阐述了三相交流异步电机的数学模型以及坐标变换,在此基础上对异步电机间接矢量控制原理和SVPWM的调制原理进行分析。在对异步电动机的物理电路模型有一定了解之外,还要掌握电机的离线参数识别。最后利用Matlab仿真软件对本文提出的控制策略进行仿真,以证实控制策略的可行性。电动叉车驱动控制要求可靠性高、耐用性强,因此本系统采用英飞凌的高性能单片机XE164FN作为控制芯片,并在此基础工进行了系统的软硬件设计。 最后,为了验证系统的可行性,试制了实验板并进行了大量调试,很好地完成电动叉车前进、转向、爬坡、制动等一系列动作,电流波形比较理想,本系统能够实现对异步电机的高性能可靠控制。
【关键词】：交流电机控制器 间接矢量控制 XF164FN SVPWM
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM343;U469.72
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 1 绪论13-17
• 1.1 课题研究背景与意义13
• 1.2 国内外电动叉车发展现状13-15
• 1.2.1 国外电动叉车发展现状13-14
• 1.2.2 国内电动叉车发展现状14
• 1.2.3 交流调速技术发展概述14-15
• 1.3 本文的主要工作和内容15-17
• 2 异步电机调速系统原理17-33
• 2.1 功能描述17-18
• 2.2 异步电机调速系统原理18-28
• 2.2.1 矢量控制原理18-19
• 2.2.2 坐标变换19-22
• 2.2.3 按转子磁场矢量定向的电机数学模型22-23
• 2.2.4 空间矢量脉宽调制技术23-28
• 2.3 异步电机参数辨识28-31
• 2.3.1 参数辨识的作用28
• 2.3.2 参数离线辨识28-29
• 2.3.3 定子电阻辨识29
• 2.3.4 转子电阻及漏感辨识29-30
• 2.3.5 互感辨识30-31
• 2.4 本章小结31-33
• 3 异步电机调速系统建模33-39
• 3.1 SVPWM逆变电路的仿真33-36
• 3.2 间接矢量控制系统仿真36-38
• 3.2.1 异步电机间接矢量控制仿真36-37
• 3.2.2 仿真结果分析37-38
• 3.3 本章小结38-39
• 4 系统的硬件电路设计39-59
• 4.1 系统硬件结构总体设计39-40
• 4.2 上层控制板电路分析40-51
• 4.2.1 英飞凌XE164FN介绍41-43
• 4.2.2 单片机外围电路43
• 4.2.3 switch开关电路43-45
• 4.2.4 速度检测电路45-46
• 4.2.5 电位器采样电路46
• 4.2.6 温度保护电路46-47
• 4.2.7 主接触器驱动电路和抱闸驱动电路47-48
• 4.2.8 复位电路与看门狗电路48-49
• 4.2.9 串口通讯电路49
• 4.2.10 SPI通讯电路49-50
• 4.2.11 CAN通讯电路50-51
• 4.3 中层驱动板电路分析51-56
• 4.3.1 开关电源电路52-53
• 4.3.2 电流采样电路53
• 4.3.3 预充电与放电电路53-55
• 4.3.4 MOS管的驱动电路55-56
• 4.4 下层功率板电路分析56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 5 系统的软件设计59-71
• 5.1 系统软件总体设计59
• 5.2 系统初始化59-61
• 5.2.1 上电初始化自检程序59-60
• 5.2.2 程序初始化工具60-61
• 5.3 主循环控制程序61-63
• 5.4 中断服务子程序63-70
• 5.4.1 AD采样中断63-64
• 5.4.2 矢量控制中断64-66
• 5.4.3 PI调节器设计66-67
• 5.4.4 CAN通讯67-70
• 5.5 本章小结70-71
• 6 实验结果与分析71-81
• 6.1 人机交互界面的设计71-72
• 6.2 实验结果72-80
• 6.3 本章小结80-81
• 7 结论与展望81-83
• 7.1 结论81
• 7.2 展望81-83
• 参考文献83-87
• 致谢87-88
• 作者简介及读研期间主要科研成果88

【参考文献】

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本文编号：301388