露天礦自卸車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制技術(shù)研究

紀(jì)玉鑫

【摘要】 為了提高露天礦自卸車系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，開展自卸車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制技術(shù)的研究。選用ATmegal16L單片機(jī)和電機(jī)專用控制芯片MC33035為核心設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件電路和軟件程序，實(shí)現(xiàn)對露天礦自卸車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的可靠控制。

【關(guān)鍵詞】 露天礦 自卸車 驅(qū)動(dòng)電機(jī) 控制

一、引言

自卸車是指利用液壓或機(jī)械舉升，實(shí)現(xiàn)自行卸載貨物的車輛，又稱為翻斗車。二十世紀(jì)五十年代，北美等發(fā)達(dá)國家首次在礦山開采中采用無軌膠輪車技術(shù)，1959年，英國在開始采用防爆柴油機(jī)帶動(dòng)無軌膠輪車進(jìn)行礦山開采。與發(fā)達(dá)國家相比，我國的礦山自卸車技術(shù)起步較晚，早期以小型蓄電池機(jī)車、電動(dòng)輪拖車和小絞車為主，運(yùn)輸效率低、需要人員多及中間環(huán)節(jié)復(fù)雜。伴隨國際民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，大型煤礦、金礦和鐵礦等不斷增多，對大型礦山自卸車裝備及其自動(dòng)化水平的需求越來越高。由于復(fù)雜的使用環(huán)境，賦予礦山自卸車具有載重量大、爬坡能力強(qiáng)、車速平穩(wěn)、軸距較短等特點(diǎn)，同時(shí)對輸出功率和扭矩的要求較高，用于保證在多坡多彎道的路況及滿載運(yùn)行狀態(tài)下能夠順利、平穩(wěn)工作。

二、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自卸車系統(tǒng)工作能量來源于與柴油機(jī)同軸的發(fā)電機(jī)，電流經(jīng)過整流-逆變后傳遞給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過對驅(qū)動(dòng)電機(jī)的有效控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸載負(fù)載的功能?？刂葡到y(tǒng)系統(tǒng)采用ATmegal16L單片機(jī)和電動(dòng)機(jī)專用驅(qū)動(dòng)芯片MC33035對驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)合控制，控制系統(tǒng)由ATmegal16L單片機(jī)、控制按鈕、整流單元、通信單元、控制芯片MC33035、位置檢測電路、測速模塊、脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路、橋式逆變電路和保護(hù)電路組成（控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示），其中ATmegal16L單片機(jī)負(fù)責(zé)采集外界指令和電機(jī)位置、轉(zhuǎn)速信號，并進(jìn)行運(yùn)算處理；MC33035根據(jù)單片機(jī)的控制信號，確定電機(jī)的動(dòng)作方式如啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)等， MC33035采集霍爾傳感器的電機(jī)位置信號調(diào)用內(nèi)部程序確定相應(yīng)的IGBT管導(dǎo)通，使電機(jī)持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，并根據(jù)測速模塊的電機(jī)電壓信號確定電機(jī)的速度，完成速度的閉環(huán)控制。

控制系統(tǒng)軟件分為AVR單片機(jī)控制電機(jī)部分和基于CAN總線的通訊部分。電機(jī)控制部分主要完成AVR單片機(jī)的初始化、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)檢測、信號的處理及電機(jī)軟制動(dòng)，主程序流程圖如圖2所示。

三、結(jié)論

伴隨國家安全監(jiān)管總局“機(jī)械化換人、機(jī)器人作業(yè)、自動(dòng)化減人”科技強(qiáng)安專項(xiàng)行動(dòng)的開展，對露天礦自卸車系統(tǒng)的可靠性和智能化水平提出更高的要求。本文從硬件電路和軟件程序兩方面對露天礦自卸車系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)能夠?qū)β短斓V自卸車電機(jī)進(jìn)行有效控制。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉盧杰， 機(jī)械自動(dòng)化在煤礦中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2014，（3）106-108.

[2] 何艷芳，陳曉可，劉德順.電動(dòng)輪自卸車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測用CAN通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].礦山機(jī)械，2011（2）：44-47.