無刷直流電機在礦用蓄電池電機車上的應用研究.pdf

1、傳統(tǒng)有刷直流電動機作為目前礦用蓄電池式電機車的主要組成部分，由于其電刷和換向器裝置使電機結構復雜，噪聲大，維護困難，使用成本高，并且在運行時，電刷和換向器產(chǎn)生的機械摩擦和電火花嚴重影響了電機的精度、性能和可靠性，帶來一系列安全隱患。先進性能的無刷直流電機利用電子開關線路和位置傳感器代替電刷和換向器裝置，兼有普通直流電動機的優(yōu)良調(diào)速運行特性和交流電動機結構簡單、運行可靠、維護方便的優(yōu)勢。利用無刷直流電機作為電機車驅(qū)動部件，不僅能消除上述安

2、全隱患，又能很好的實現(xiàn)電機車的節(jié)能高效和智能化控制。
　　本文研究了礦用蓄電池電機車的結構組成、運行原理及電機車控制系統(tǒng)的實現(xiàn)。以礦用蓄電池電機車目前廣泛采用的串勵直流電動機為研究對象，研究了其結構原理，并從機械特性、啟動特性、調(diào)速特性和制動特性四個方面，詳細地分析了其運行特性，并與高性能的無刷直流電機的結構原理、運行特性及控制系統(tǒng)的實現(xiàn)等方面進行了詳細地比較和研究。在此基礎上，研發(fā)了高性能的蓄電池電機車用無刷直流電機控制系統(tǒng)，從

3、系統(tǒng)的硬件設計、軟件設計及其系統(tǒng)可靠性設計等方面進行了詳細研究。
　　基于上述蓄電池電機車用無刷直流電機控制系統(tǒng)，首先，根據(jù)無刷直流電機的運行原理，建立了無刷直流電機控制系統(tǒng)數(shù)學模型，建立了基于仿真軟件MATLAB/Simulink的無刷直流電機控制系統(tǒng)仿真模型。在仿真模型中，編碼模塊和逆變橋功率開關管驅(qū)動模塊是根據(jù)控制系統(tǒng)結構原理及運行方式自行開發(fā)的子系統(tǒng)。然后，進行了仿真分析，依據(jù)仿真模型輸出的主要特性參數(shù)，可以得出該無刷直流