矿用蓄电池电机车变频调速系统的设计

摘要

矿用蓄电池电机车是在煤矿行业普遍使用的运输装备，绝大多数矿用生产的电机车使用的调速系统依旧是直流调速。直流电机调速技术存在很多技术上的不足，伴随目前集成芯片与交流调速的大规模迅速发展，交流调速已逐渐替代直流调速。因此，越来越需要对变频调速理论研究进行不断创新，尤其是智能算法在电机调速方面的应用。 针对直流调速的不足，本文提出使用异步电机调速理论控制矿用蓄电池电机车进行变频调速的设计。围绕交流电机调速理论，从控制算法和控制主体对矿用蓄电池电机车变频调速系统进行设计。首先阐述矿用蓄电池电机车的运行调速现状，对比SVPWM相对SPWM调速的优越性;改进SVPWM调速方式扇区的选择模式，构造一个转速闭环系统，利用MATLAB实现对异步电机变频调速的仿真。在Simulink中建立调速系统和其子模块模型，利用BP神经网络训练SVPWM的位置角θ和三相调制信号波函数。接着在TMS320F2812基础上，设计由滤波、逆变电路组成的主回路，由DSP所组成的控制回路，和由过压欠压保护、过流保护、泵升电压保护、IPM智能逆变模块组成的保护回路。最后整体考虑系统的结构框图，设计本系统软件流程图，绘制电气原理图，分块研究所需要的各个电器元件设计，实现其变频调速系统的主要功能。 本文为使用BP神经网络智能算法实现矿用蓄电池电机车的变频调速控制提供了很好的思路，能够克服传统矢量控制方法带来的非线性对系统性能影响过大的缺点。