電動(dòng)平板車防滑的研究

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(wú)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(guó)家綠色環(huán)保的要求越來(lái)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?guó)家對(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(lái)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(lái)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(chǎng)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(yǔ)

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(chǎng)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(chǎng)的需求，起到了較好的效果。

參考文獻(xiàn)

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