摘要:现如今,机电技术呈现出一体化的趋势,驱动电机控制技术得到了普及。在整体控制系统中存在各种不一样的控制模式,本文依据具体情况,在体系上完善直接驱动系统和交流驱动感应器,再结合其机组的具体情况来配备至工程机械中,以此来将控制系统的协调性进行提升。
关键词:驱动电机;控制技术;工程机械;研究
目前工程机械行走驱动装置中已运用了液压与电动传动的传动方式。相较于纯机械与液力转动,液压传动的调节更加便捷,且布局更加灵活,能够适用于多种作业的负荷状态下。然而,其也存在一些缺点:维护较为严格、难以检修、受环境因素影响,极易污染到周边环境,相较于电力传动,其效率更低。电力传动指借助电动机来对车辆进行驱动,使车辆行走的部分运动,借助电子调节系统电动机轴的转向与转速,优点主要是:布局简单,比较广的调速范围、效率高、节能环保、能源可回收等。
一、各种驱动电机的控制技术
(一)直流电机驱动系统
电机选择有刷直流电机,电机控制器通常选择斩波控制器控制,其中斩波器不仅能够运用到电机、电枢、电压的控制中,达到电机恒转矩调速的目的,还能够运用到励磁绕组电压的控制中,对励磁电流加以改变,从而达到恒功率弱磁调速控制的目的。琼斯斩波器电路借助对RO(脉冲接通时间)和TP(脉冲周期时间)的比值加以控制,从而对电流或者电压的平均值、均方值进行调整[1]。
(二)交流感应电机驱动系统
电机选择交流感应电机,属于一个强耦合、多变量及非线性的系统,定子电流与转子电流一起组建了磁通,定子电流和转速等电机的状态直接影响到了转子电流,难以直接控制。其中最多见的控制技术为:一是,磁场定向矢量控制FOC;二是,变频变压控制VVVF。
公式1
公式1为电机转速控制方程式,电机转速用N加以表示,电机同步转速用Ns加以表示,滑差率用s加以表示,供电频率用f加以表示,磁极对数用p加以表示。VVVF控制指借助对电机电压与供电频率加以协调控制,对电机转速进行调节,从而符合负载的要求;FOC控制技术则立足于转子磁场定向,选择磁场定向矢量变换手段,从而达到对交流电机转速与磁链控制的完全解耦的目的,其属于感应电机驱动控制的第一选择。
(三)开关磁阻电机驱动系统
通常来说,开关磁阻电机驱动系统并未得到广泛运用,与其他系统相比,这一系统的控制要求十分特殊,且具有较多的可控参数、较广的调速范围,非线性要求比较高。
(四)永磁同步电机驱动系统
永磁同步电机电驱动系统控制的优点在于:鲁棒性比较高,其所具有较小的电机气隙可以使电枢反应进一步增强,能够对电机进行有效控制,使其在恒转速及弱磁恒功率区能够高速运行,该系统的控制技术类似于感应电机电驱动系统。对于自我调节效率的优先控制,选择三相四极正弦永磁同步电机,借助对直流电路的电压与电流调节逆变器PWM的输出电压进行测量,得到输入功率,该系统无需借助电机的损耗,且不受电机参数的影响。
二、工程机械中驱动电机控制技术的具体运用
(一)工作原理
永磁无刷直流电机的构成部分是驱动器和电机主体,属于新型的直流电机,其中驱动器的构成部分是功率电子器性、集成电路,主要作用是启动电机、制动电机、停止电机、接收信号、控制转速等,较好的保护与显示电机;电机主体指交电路,而逆变器则提供了等幅等频5-26kHz调制波的对称交变矩形波[2]。
(二)优化电机控制系统
通常来说,PWM调制方式能够对不一样的电压进行调整,这样就能够对不一样的转速进行调整,一旦负载出现改变,并不会增加电机的堵转转矩,所以电压无任何改变;若电机的堵转转矩变大,就会在一定程度上增加输出转矩,这样才能够确保电机控制系统稳定运行。机组选择无刷励磁系统,其调节装置具备通讯口及微机通信功能,可使励磁装置和后台监控系统的通信相连接[3]。相关人员在改造直流系统时,需选择一组供电装置,以此来进行设备的供电断电保护等对应操作,还能够确保工程现场发生事故时立即照明;相关人员需要重视电源电压的把控与可靠,需依据各方面因素来全方位地改造直流系统。
三、工程机械线控技术及仿真
(一)模拟线性仿真
离线仿真控制系统能够将控制对象的数学模型进行提取,再结合多种模型来对控制器进行设计,将受控的数学模型运用到仿真框图中,结合数学模型获得仿真结果。然而一般难以获得现实的数学模型,要想获得理想的控制成效,需要在较多的假设与简化状况下来对控制器进行设计,满足具体的控制对象的要求[4]。
(二)实物仿真模拟
通过结合实物仿真来对驱动电机控制技术进行全方位模拟,这样能够借助记录设备、控制原平机、仿真计算机等部件来组成半实物仿真平台,从而更好的发挥驱动电机控制技术。半控计算机的优点在于其精准且迅速的计算功能,可当做快速监型机来对计算机加以控制。在采集被控对象过程中,可借助数学仿真系统,来有效控制计算机,并借助仿真计算机的输入输出口来对控制系统进行连接,从而让外界设备可以获取数字控制器中的信息,数字控制器也可以获得外界设备中的信息。实物仿真模拟能够在一定程度上降低设计难度,有效缩短设计周期,使算法的精度得以大大提升[5]。
四、结语
现如今,工程机械中驱动电机技术得到了普及,相关人员通过进一步完善工程机械设计体系,并依据具体情况选择各种方式来全面完善控制系统,从而大大提升驱动电机技术的总体运用性能。同时,通过对机组进行改善,做好对应的控制系统仿真工作,可有效提升这一技术在工程机械中的运用质量与效率。
参考文献:
[1]邱美涵,王晓琳,卞皓.基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现[J].汽车工程,2018,40(06):659-665.
[2]何鹏林,黄炘,张妍懿.电动汽车驱动电机控制稳定性评价方法研究[J].微电机,2016,49(10):89-92+96.
[3]张勇.电动汽车用驱动电机发展现状与趋势分析[J].时代汽车,2016(12):27-28.
[4]邱美涵,王晓琳,卞皓.基于AUTOSAR的电动汽车驱动电机控制系统设计与实现[J].汽车工程,2018,40(06):659-665.
[5]陈帅,张绪洋,李鹏鹏.轮毂电机驱动型电动汽车电机控制系统设计[J].山东交通学院学报,2018,26(02):9-17.
作者简介:
赵源,出生年月:1981年2月,性别:男,籍贯:广西岑溪市,学历:大专,职称:助理工程师 从事工作:广西德保百矿铝业有限公司(机械点检员)
论文作者:赵源
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签:电机论文; 系统论文; 控制系统论文; 转速论文; 技术论文; 电压论文; 工程机械论文; 《电力设备》2019年第2期论文;