礦用蓄電池電機(jī)車(chē)調(diào)速與能量回饋系統(tǒng)的研究.pdf

1、礦用電機(jī)車(chē)作為礦山主要的輔助運(yùn)輸設(shè)備，承擔(dān)著矸石、設(shè)備、人員的運(yùn)輸任務(wù)，但是礦用電機(jī)車(chē)技術(shù)發(fā)展滯后。直流礦用電機(jī)車(chē)的電機(jī)易產(chǎn)生火花對(duì)防爆性要求較高。而且，直流電機(jī)車(chē)一般采用分級(jí)調(diào)速和能耗制動(dòng)方式，能量無(wú)法回收。交流礦用電機(jī)車(chē)采用的異步電機(jī)功率因數(shù)低，導(dǎo)致能量利用率較低。而永磁同步電機(jī)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(shì)。為了提高礦用電機(jī)車(chē)的驅(qū)動(dòng)性能和電池組能量利用率，本文以使用永磁同步電機(jī)的礦用電機(jī)車(chē)為研究對(duì)象，對(duì)其

2、調(diào)速和能量回饋系統(tǒng)進(jìn)行分析與研究。
　　首先，根據(jù)礦用電機(jī)車(chē)的參數(shù)和實(shí)際工況，選用永磁同步電機(jī)作為牽引電機(jī)。并對(duì)比永磁同步電機(jī)常用的DTC和FOC兩種調(diào)速控制策略?xún)?yōu)劣，確定采用FOC控制策略對(duì)電機(jī)車(chē)進(jìn)行調(diào)速。在FOC控制策略中，位置傳感器是實(shí)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(cè)方法配合高頻脈振注入法替代機(jī)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(jī)車(chē)的機(jī)械制動(dòng)過(guò)程、電機(jī)的

3、回饋過(guò)程、回饋能量的計(jì)算理論、電機(jī)車(chē)回饋系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)四個(gè)角度對(duì)能量回饋系統(tǒng)進(jìn)行了分析。最終，確定了在回饋系統(tǒng)采用雙向半橋式DC-DC電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的回收。
　　最后，對(duì)調(diào)速系統(tǒng)和制動(dòng)回饋系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在調(diào)速系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了PWM波產(chǎn)生模塊、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊和鎖相環(huán)位置觀(guān)測(cè)器，同時(shí)詳細(xì)分析了PI調(diào)節(jié)過(guò)程。在制動(dòng)回饋系統(tǒng)中，對(duì)雙向DC-DC變換器采用外環(huán)電壓調(diào)節(jié)和內(nèi)環(huán)電流調(diào)節(jié)，控制母線(xiàn)端電壓和電源端電壓電流的穩(wěn)定。各子模塊逐一驗(yàn)證