專利名稱：一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法
—種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于機(jī)械制造領(lǐng)域，涉及一種控制方法，尤其涉及一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電 制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法。
技術(shù)背景目前電驅(qū)動(dòng)車應(yīng)用并不廣泛，控制母線電壓穩(wěn)定的方法也不多，且不同類型的電驅(qū)動(dòng) 車控制方法有所不同，其中根據(jù)制動(dòng)能量是否可回收，可分為可回收制動(dòng)能量和不可回收 制動(dòng)能量?jī)煞N。
可回收制動(dòng)能量的技術(shù)目前尚不成熟，還處于研發(fā)階段，大部分電驅(qū)動(dòng)車都不回 收制動(dòng)能量而將制動(dòng)能量通過(guò)發(fā)熱耗散掉。這類電驅(qū)動(dòng)車在穩(wěn)定母線電壓時(shí)，就需考慮制 動(dòng)時(shí)消耗多少制動(dòng)能量的問(wèn)題，消耗的過(guò)多母線電壓就會(huì)過(guò)低，消耗過(guò)少母線電壓就會(huì)升 高。因此就需準(zhǔn)確的計(jì)算制動(dòng)時(shí)消耗多少制動(dòng)能量。
現(xiàn)有的耗制動(dòng)能量的方法有根據(jù)車速和電制動(dòng)踏板量來(lái)計(jì)算電機(jī)馬達(dá)的電功率。
在本發(fā)明之前，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問(wèn)題計(jì)算制動(dòng)消耗功率的數(shù) 值；計(jì)算所需的參數(shù)較多；制動(dòng)時(shí)母線的電壓不穩(wěn)定。
因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種能夠準(zhǔn)確計(jì)算制動(dòng)時(shí)消耗的電功率的控 制母線電壓穩(wěn)定的方法。發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)提供一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法，通過(guò)矢量控制計(jì) 算出馬達(dá)發(fā)出的電功率PI，再由PID做出微調(diào)，得出了正確的電功率、容易實(shí)現(xiàn)，且魯棒性 強(qiáng)。具體技術(shù)方案如下一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法，包括通過(guò)母線連接的馬達(dá)、 電阻柵以及與母線相連的PID控制器，包括以下步驟步驟1，計(jì)算出制動(dòng)時(shí)馬達(dá)發(fā)出的第一電功率；步驟2，確定目標(biāo)母線電壓，測(cè)定制動(dòng)時(shí)的實(shí)際母線電壓，由實(shí)際母線電壓與目標(biāo)母線 電壓的差通過(guò)PID方法計(jì)算出第二電功率；步驟3，運(yùn)用第二電功率對(duì)第一電功率進(jìn)行微調(diào)，計(jì)算出電阻柵消耗功率。
優(yōu)選的，所述步驟3中第一電功率根據(jù)實(shí)際母線電壓與目標(biāo)母線電壓的高或低加 上或減去第二電功率。
優(yōu)選的，所述步驟I中通過(guò)馬達(dá)的扭矩計(jì)算出馬達(dá)發(fā)出的第一電功率。
優(yōu)選的，所述步驟I中在矢量控制方式中通過(guò)馬達(dá)的扭矩計(jì)算出馬達(dá)發(fā)出的第一 電功率。
優(yōu)選的，所述步驟I中通過(guò)踏板量和馬達(dá)轉(zhuǎn)速計(jì)算出馬達(dá)扭矩。
優(yōu)選的，所述PID控制器為勵(lì)磁控制器。
本發(fā)明的技術(shù)方案控制方法簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)、且魯棒性強(qiáng)；計(jì)算電功率所需要的參數(shù)較少；運(yùn)用PID控制器對(duì)計(jì)算出的電功率進(jìn)行微調(diào)，上車調(diào)試時(shí)參數(shù)較容易確定。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的系統(tǒng)框圖；圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的實(shí)施例的流程圖。
其中，I為馬達(dá)、11為逆變器、2為電阻柵、21為斬波器、3為母線、4為PID控制器。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做具體闡釋。
如圖1和圖2中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線 電壓穩(wěn)定的方法，電驅(qū)動(dòng)礦車包括通過(guò)母線3連接的馬達(dá)1、電阻柵2以及與母線3相連的 PID控制器4。在電驅(qū)動(dòng)礦車緩速制動(dòng)時(shí)，馬達(dá)I由電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)輸出三相交流電，逆 變器11將交流電整流為直流電輸往母線3，再經(jīng)斬波器21將多余電功率送到電阻柵2消 耗掉。其中母線3是能量傳遞的通道，母線3電壓的穩(wěn)定關(guān)系到控制系統(tǒng)的穩(wěn)定。PID (比 例-積分-微分)控制器4，優(yōu)選為勵(lì)磁控制器維持母線3電壓的穩(wěn)定。
如圖3中所示的控制母線電壓穩(wěn)定的方法包括以下步驟步驟I，計(jì)算出制動(dòng)時(shí)馬達(dá)I發(fā)出的第一電功率，作為電阻柵2消耗的主要功率；優(yōu)選 先通過(guò)踏板量和馬達(dá)轉(zhuǎn)速計(jì)算出馬達(dá)扭矩；再在矢量控制方式中通過(guò)馬達(dá)I的扭矩計(jì)算出 馬達(dá)I發(fā)出的第一電功率。矢量控制方式是將異步電動(dòng)機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場(chǎng) 的電流分量(勵(lì)磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制，是馬達(dá)I 的控制方式之一。
步驟2，確定目標(biāo)母線3電壓，測(cè)定制動(dòng)時(shí)的實(shí)際母線3電壓，由實(shí)際母線3電壓 與目標(biāo)母線3電壓的差計(jì)通過(guò)PID方法算出第二電功率，作為對(duì)主要功率的修正；優(yōu)選通過(guò) PID控制器4由實(shí)際母線電壓與目標(biāo)母線電壓的差計(jì)算出第二電功率。
步驟3，運(yùn)用第二電功率對(duì)第一電功率進(jìn)行微調(diào)，計(jì)算出電阻柵2消耗功率。并優(yōu) 選第一電功率根據(jù)實(shí)際母線電壓與目標(biāo)母線電壓的高或低加上或減去第二電功率。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，其中第一電功率已經(jīng)基本準(zhǔn)確，但有延遲和抖動(dòng)現(xiàn)象，與準(zhǔn) 確的電功率之間的誤差大概為±5%。此時(shí)母線電壓有輕微波動(dòng)，再由實(shí)際母線電壓與目標(biāo) 母線電壓的差通過(guò)PID控制器微調(diào)，將便捷的得出正確的電功率，從而保證了電阻柵消耗 的功率與馬達(dá)發(fā)出功率相等，且恰好保持母線電壓穩(wěn)定。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但其只是作為范例，本發(fā)明并不限 制于以上描述的具體實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，任何對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的等同修改和 替代也都在本發(fā)明的范疇之中。因此，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍下所作的均等變換和 修改，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法，包括通過(guò)母線(3)連接的馬達(dá)(I)、電阻柵(2)以及與母線(3)相連的PID控制器(4)，其特征在于，包括以下步驟 步驟1，計(jì)算出制動(dòng)時(shí)馬達(dá)(I)發(fā)出的第一電功率； 步驟2，確定目標(biāo)母線(3)電壓，測(cè)定制動(dòng)時(shí)的實(shí)際母線(3)電壓，由實(shí)際母線(3)電壓與目標(biāo)母線(3)電壓的差通過(guò)PID方法計(jì)算出第二電功率； 步驟3，運(yùn)用第二電功率對(duì)第一電功率進(jìn)行微調(diào)，計(jì)算出電阻柵(2)消耗功率。
2.如權(quán)利要求1所述的控制母線電壓穩(wěn)定的方法，其特征在于，所述步驟3中第一電功率根據(jù)實(shí)際母線(3)電壓與目標(biāo)母線(3)電壓的高或低加上或減去第二電功率。
3.如權(quán)利要求2所述的控制母線電壓穩(wěn)定的方法，其特征在于，所述步驟I中通過(guò)馬達(dá)(I)的扭矩計(jì)算出馬達(dá)(I)發(fā)出的第一電功率。
4.如權(quán)利要求3所述的控制母線電壓穩(wěn)定的方法，其特征在于，所述步驟I中在矢量控制方式中通過(guò)馬達(dá)(I)的扭矩計(jì)算出馬達(dá)(I)發(fā)出的第一電功率。
5.如權(quán)利要求4所述的控制母線電壓穩(wěn)定的方法，其特征在于，所述步驟I中通過(guò)踏板量和馬達(dá)(I)轉(zhuǎn)速計(jì)算出馬達(dá)(I)扭矩。
6.如權(quán)利要求5所述的控制母線電壓穩(wěn)定的方法，其特征在于，所述PID控制器(4)為勵(lì)磁控制器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法，屬于工程機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，包括通過(guò)母線3連接的馬達(dá)1、電阻柵2以及與母線3相連的PID控制器4。包括計(jì)算出制動(dòng)時(shí)馬達(dá)1發(fā)出的第一電功率；確定目標(biāo)母線3電壓，測(cè)定制動(dòng)時(shí)的實(shí)際母線3電壓，由實(shí)際母線3電壓與目標(biāo)母線3電壓的差通過(guò)PID方法計(jì)算出第二電功率；運(yùn)用第二電功率對(duì)第一電功率進(jìn)行微調(diào)，計(jì)算出電阻柵2消耗功率。本發(fā)明的用于電驅(qū)動(dòng)礦車電制動(dòng)時(shí)控制母線電壓穩(wěn)定的方法，通過(guò)矢量控制計(jì)算出馬達(dá)發(fā)出的電功率P1，再由PID做出微調(diào)，得出了正確的電功率、容易實(shí)現(xiàn)，且魯棒性強(qiáng)。
文檔編號(hào)H02J3/12GK103001226SQ20121058273
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者陳理, 王建明, 肖葉勇, 戚烈 申請(qǐng)人:上海三一重機(jī)有限公司