基于转差频率矢量控制的电动叉车变频电液系统研究

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2电动叉车的发展和研究现状

1.2.1国外电动叉车的发展和研究现状

1.2.2国内电动叉车的发展和研究现状

1.2.3电动叉车电机驱动调速性能比较

1.2.4三相异步电机变频调速技术概述

1.3变频调速电液技术的研究和应用现状

1.3.1传统液压调速技术的缺点

1.3.2变频调速电液技术的特点

1.3.3国外变频液压技术应用情况介绍

1.3.4国内变频电液技术应用情况介绍

1.4课题的来源、研究的主要内容

1.4.1课题来源、研究的目的和意义

1.4.2论文的主要内容

1.5本章小结

第二章电动叉车电液系统原理及数学建模

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

2.1.2电动叉车泵电机控制策略简介

2.2矢量控制数学建模

2.2.1交流异步电机的微分方程

2.2.2矢量控制坐标变换

2.2.3转差频率型矢量控制原理

2.3电动叉车液压传动系统分析与建模

2.3.1液压系统分析及简化

2.3.2简化液压传动系统数学建模

2.4本章小结

第三章 基于Matlab/Simulink的泵电机控制系统仿真

3.1泵电机控制系统仿真总体结构

3.2矢量控制器仿真

3.2.1.坐标变换模块

3.2.2电流滞环PWM模块

3.2.3 θ计算模块

3.2.4 iM*,iT*计算模块

3.2.5矢量控制器整体结构

3.3其他模块

3.4参数设置和仿真结果分析

3.4.1电动叉车工况模拟的参数设置

3.4.2空载提升仿真

3.4.3满载提升仿真

3.5本章小结

第四章电液系统的Simulink与AMEsim联合仿真

4.1.Simulink与AMEsim联合仿真实验的意义

4.1.1 AMEsim软件介绍

4.1.2联合仿真实验的目的和意义

4.2 Simulink与AMEsim的接口设置

4.2.1软件接口设置

4.2.2联合仿真中需要注意的问题

4.3简化液压系统的AMEsim仿真构建

4.4联合仿真设置与结果分析

4.4.1 AMEsim仿真设置

4.4.2联合仿真液压系统分析

4.4.3联合仿真与单软件仿真电控系统对比分析

4.5本章小结

第五章实验研究与验证

5.1实验目的和内容

5.2实验设计

5.2.1实验测试设备

5.2.2实验方案

5.3实验结果

5.3.1电控系统实验数据

5.3.2液压实验曲线

5.4实验分析

5.4.1电液系统设计验算

5.4.2实验测试结果分析

5.5本章小结

第六章总结和展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的发表学术论文