变频控制在无驱动桥车辆行走中的应用分析.pdf

《变频控制在无驱动桥车辆行走中的应用分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、2017年第4期煤矿机电·67·王以超．变频控制在无驱动桥车辆行走中的应用分析[J]．煤矿机电，2017(4)：67_69．doi：10．16545／j．cnkicmet．2017．04．020变频控制在无驱动桥车辆行走中的应用分析王以超(中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山两太原030006)摘要：电力驱动转向的无驱动桥矿用车辆中，同侧两个车轮分别由同一电动机驱动。通过对该车行走转向系统特点的分析，其车轮速度控制方法可通过转差率变频控制方法对其转速实施控制，并建立相关控制模型，为系统性能分析提供理论支持。

2、关键词：无驱动桥车辆；阿克曼原理；四轮转向；四轮驱动；变频控制中图分类号：TD521；TM921．51文献标识码：A文章编号：1001—0874(2017)04—0067—03App¨catiOnAnaIysisOfFrequencyCOnVersiOnCOntrOIDuringSteer_ngOfVehiCleWIthOutDri、，ingAxIe彬o，辔yic九oo(CCTEGTaiyuanResearchInstituteCo．，Ltd．，Taiyuan030006，China)Abstract：For

3、theminingpowerdrivensteeringvehiclewithoutdriveaxle，thetwowheelsofthesamesidewererespectivelydrivenbythesamemotor．Throughtheanalysisofthecharacteristicsofsteeringsystemontheminingvehicle，thecontrolmethodofthewheelspeedcanbecontrolledthroughtheimplementation

4、ofslipfrequencycontrolmethod，therelevantcontIDlmodelwasestablishedtopIDvidetheoreticalsupportfbrsystemped'omanceanalysis．KeywOrds：vehiclewithoutdriveaxle；Ackermannprinciple；fbur—wheelsteering；fbur—wheeldriVing；frequencyconversioncontro】O引言煤矿井下作业区运输车辆中，已广泛采用

5、电力驱动。无驱动桥矿用车辆的行走部采用交流电动机驱动，它与一般的驱动桥结构的车辆不同，同侧两个车轮由同一电动机驱动，而对侧车轮之间没有驱动桥联系。有驱动桥的车辆在转向时，内外车轮的速度变化通过驱动桥上的差速器自动调节，而对于两侧由不同电动机驱动的车辆来说，仅依靠电动机本身来适应负载变化而产生的速度差是无法有效地满足实际需要的，故必须对两侧电动机转速实施控制¨驯。根据控制方式的不同，变频控制可分为矢量控制、直接转矩控制、v／f控制和转差率控制。其中矢量控制变频调速技术和直接转矩控制变频技术是基于电动机动态方程的

6、控制方式，动态性能好；V／f控制和转差率控制是基于交流电动机稳态电路的控制方式，动态性能较差，但控制相对简单。转差率控制是在V／f控制的基础上发展起来的，它能在控制过程中保持磁通的恒定，限制转差频率的变化范围，且能通过转差频率调节电动机的电磁转矩。它与V／f控制方式相比，动态特性和限制过电流的能力得到提高，控制原理相对简单，适用动态性能无过高要求的场合。同时也可采用转速闭环控制提高静、动态特性，实现稳态无静差¨一。本文通过转差率变频控制方法对其转速实施控制，建立相关的控制模型，对系统性能进行分析。1矿用车辆行

7、走的驱动特点分析1．1直行矿用车辆直行时，两侧车轮的速度理论值应该·68·煤矿机电2017年第4期相等，但因该车两侧车轮为两电动机分别驱动，其机械特性有一定的差别。当两侧路面状况、运行阻力不同时，速度也会出现一定的偏差，且此时会有小幅转向动作，以调整车辆来保持直线行驶，为避免因过于灵敏的启动差速控制导致电动机频繁调整频率，可通过以下两方面满足直行时的实际要求：1)设置合理的直线行驶车轮摆角区间，即在一定摆角范围内，认为驾驶意图为直线行驶，不启动差速控制。2)对电动机转速进行闭环控制，保持两电动机速度的均衡。1

8、．2转向行驶井下作业环境较为狭窄，减小转向半径是转向系统设计的首要考虑点。车辆转向时，应使所有车轮尽可能围绕一个瞬时转向中心，在不同的圆周上做无滑动的纯滚动，此时其内外转角的关系被称为符合阿克曼原理‘4o，如图1所示。此时：cot氏一∽=等(1)式中，臼i为车辆转弯外侧转向轮转角，rad；吼为车辆转弯内侧转向轮转角，rad；K为车轮回转销中心距，m；L为车辆轴距，m。图1前轮转向网克曼原理图驱动轮转