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        電動(dòng)平板車防滑的研究

        2019-09-18 03:58:30張宇王大江王金祥馮扶民
        中國科技縱橫 2019年14期
        關(guān)鍵詞:滑轉(zhuǎn)率

        張宇 王大江 王金祥 馮扶民

        摘 要:針對(duì)目前傳統(tǒng)的柴油動(dòng)力平板車無法滿足綠色環(huán)保的要求,我公司主持研制了30T電動(dòng)平板車,本文對(duì)我生產(chǎn)的30T電動(dòng)平板車的防滑進(jìn)行了研究,對(duì)其滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行了分析,在分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行了程序數(shù)學(xué)建模,并進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),當(dāng)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)其進(jìn)行扭矩控制,有效的解決了電機(jī)滑轉(zhuǎn)率偏高的問題,取得了較好的效果。

        關(guān)鍵詞:防滑;滑轉(zhuǎn)率;扭矩控制

        中圖分類號(hào):U469.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2019)14-0065-02

        1 綜述

        隨著國家綠色環(huán)保的要求越來越高,傳統(tǒng)的柴油動(dòng)力的平板車因?yàn)槭艿饺加团欧诺囊蠹皣覍?duì)環(huán)境的要求,已經(jīng)不能滿足目前的需求,我公司研制生產(chǎn)了電驅(qū)動(dòng)的30T電動(dòng)平板車,解決了對(duì)環(huán)境造成污染的問題,節(jié)能環(huán)保,取得了很好的效果,如圖1所示。

        2 30T電動(dòng)平板車主要組成

        電動(dòng)平板車主要由柴油發(fā)電機(jī)組(當(dāng)電池沒電時(shí),為電池充電)、油泵電機(jī)(實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和升降功能)、電池組(整機(jī)動(dòng)力)、輪邊電機(jī)和減速機(jī)及整車的控制系統(tǒng)等組成,見圖2。

        30T電動(dòng)平板車驅(qū)動(dòng)行走系統(tǒng)采用8臺(tái)10KW的永磁同步電機(jī)實(shí)現(xiàn)走行功能,其電機(jī)最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到4500rpm;其額定轉(zhuǎn)速為3100rpm;其額定扭矩為250Nm;其峰值功率為60KW;電機(jī)的來源為電池組,當(dāng)電池組電池管理系統(tǒng)BMS報(bào)出電量低的信息后,車輛自由的柴油發(fā)電機(jī)組開始為電池組充電,這樣避免車輛停下來等待充電的時(shí)間,此設(shè)計(jì)為增程式設(shè)計(jì)。

        3 車輛滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象分析

        由于永磁同步電機(jī)控制的非線性,電機(jī)在驅(qū)動(dòng)負(fù)載時(shí),負(fù)載的擾動(dòng)、電機(jī)運(yùn)行過程中轉(zhuǎn)子繞組的溫升,可能會(huì)造成轉(zhuǎn)子退磁現(xiàn)象,電機(jī)的參數(shù)會(huì)發(fā)生變化,傳統(tǒng)PID控制方法很難達(dá)到系統(tǒng)的要求。

        車輛在行駛過程中,考慮到電機(jī)的制造誤差,電機(jī)的參數(shù)不能完全相同,而且車輛在行駛中,要考慮到電機(jī)因?yàn)檐囕v轉(zhuǎn)向及各種模式進(jìn)行轉(zhuǎn)彎等工況的存在,電機(jī)會(huì)設(shè)計(jì)差速;車輛在行駛中,會(huì)遇到上坡,坡道行駛,轉(zhuǎn)彎行駛,下坡行駛等工況,進(jìn)而我們?cè)趯?shí)際監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),電機(jī)會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象;

        我們以電機(jī)的正常行駛工況為分析,當(dāng)兩個(gè)電機(jī)中的任意一個(gè)電機(jī)速度超出平均值后,即認(rèn)為其出現(xiàn)打滑現(xiàn)象;行駛的時(shí)間中出現(xiàn)打滑的時(shí)間占比,即為滑轉(zhuǎn)率;如圖3和圖4所示,為我司生產(chǎn)的電動(dòng)平板車場內(nèi)測(cè)試出現(xiàn)的滑轉(zhuǎn)率監(jiān)測(cè);

        當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)大面積滑轉(zhuǎn)時(shí),將會(huì)嚴(yán)重影響車輛的性能,車輛將不能正常行駛,不能滿足運(yùn)輸功能。

        4 滑轉(zhuǎn)解決方案

        4.1 建立數(shù)學(xué)模型

        針對(duì)上述情況,我們提出監(jiān)測(cè)滑轉(zhuǎn)率,并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候,限制滑轉(zhuǎn)率過大的輪組的驅(qū)動(dòng)扭矩,并在實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)。

        本文從數(shù)學(xué)的角度,進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,當(dāng)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)率偏大的時(shí)候,對(duì)其扭矩進(jìn)行電子檢測(cè)和控制;建立了數(shù)學(xué)模型如圖5所示。

        4.2 實(shí)際效果

        在測(cè)試電氣控制程序模塊中增加了上述滑轉(zhuǎn)率模塊,效果良好,如圖6所示。

        以6號(hào)電機(jī)實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)為:滑轉(zhuǎn)率超過0.4時(shí),電機(jī)降扭;當(dāng)滑轉(zhuǎn)率小于0.2時(shí),電機(jī)響應(yīng)真實(shí)電機(jī)需求。

        5 結(jié)語

        本文在分析了車輛出現(xiàn)打滑的情況下, 對(duì)其滑轉(zhuǎn)率進(jìn)行了分析和統(tǒng)計(jì),在電氣控制中增加滑轉(zhuǎn)率控制模塊,從計(jì)數(shù)、降扭和增扭等幾個(gè)方面進(jìn)行分析和數(shù)學(xué)建模,并在場內(nèi)對(duì)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)率面積較大的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行了控制實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明,增加建模模后,電機(jī)滑轉(zhuǎn)率明顯降低,車輛性能穩(wěn)定提升,滿足了現(xiàn)場的需求,起到了較好的效果。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 李巍,張承寧.電驅(qū)動(dòng)車輛雙電機(jī)協(xié)調(diào)控制研究[J].車輛與動(dòng)力技術(shù),2015(2):13-16.

        [2] 范晶晶,羅禹貢,張弦,李克強(qiáng).多軸獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)力的協(xié)調(diào)控制[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,51(4):478-481.

        [3] 王博,羅禹貢,范晶晶,李克強(qiáng).基于控制分配的四輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛驅(qū)動(dòng)力分配算法[J].汽車工程,2010,32(2):128-132.

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