1、窄軌工礦電機車是一種重要的運輸工具,主要用于采掘產(chǎn)業(yè)和隧道工程。目前我國窄軌工礦電機車大部分還一直沿用串激直流電機進行調(diào)速控制,這種調(diào)速方式是有級的,調(diào)速時有大量的電能消耗在串聯(lián)電阻上,不僅費時、耗能、效率低,而且容易污染電網(wǎng)。交流異步電機以其結構簡單、效率高、維護量小、能夠適合于惡劣工作環(huán)境等特點,作為窄軌工礦電機車的牽引電機是一種非常合適的選擇。因此,將使用直流電機的窄軌工礦電機車改造成交流電機調(diào)速系統(tǒng)是必然趨勢,并且我國正在推行“

2、十一五”規(guī)劃,其中一項重要的任務就是節(jié)能降耗,目前對于采用窄軌工礦電機車作為運輸工具的領域急需具有高性能、高效率、低功耗、對電網(wǎng)污染小的交流牽引變頻器產(chǎn)品。本文正是針對這一課題進行了一些研究和探討,從工程應用的實際出發(fā),依據(jù)矢量控制原理,以TMS320F2812為核心,設計和開發(fā)了一套基于SVPWM控制的電力牽引調(diào)速系統(tǒng)。 本文首先介紹了電力牽引調(diào)速技術的發(fā)展,對矢量控制理論和實現(xiàn)方法進行了詳細的介紹,并討論了過調(diào)制原理以及過調(diào)

3、制控制策略。根據(jù)交流電機控制的需要,設計了帶有速度、電流反饋閉環(huán)的矢量控制系統(tǒng),并給出了硬件和軟件的實現(xiàn)方法。該系統(tǒng)的功率電路采用電壓型的直-交變壓變頻結構,由限流電路、支撐電路、功率模塊IGBT(BSM300GB120DLC)構成的逆變電路以及制動電路組成；控制電路則以DSP芯片TMS320F2812為核心,加上PWM信號發(fā)生電路、三相定子電流檢測電路、直流母線電壓檢測電路、直流母線電流檢測電路、功率模塊驅動電路、速度檢測電路、系統(tǒng)保

4、護電路等,構成了功能齊全的三相異步電機全數(shù)字化矢量控制系統(tǒng)。在軟件方面,給出了基于DSP的矢量控制系統(tǒng)的各個模塊的實現(xiàn)方法的介紹以及軟件流程圖,并用C語言進行了編程。 本文并對變頻牽引電機的啟動特性以及啟動頻率范圍進行了分析和研究,確定了最佳啟動頻率范圍,并討論了補償電壓U0對啟動轉矩的影響等因素。 最后根據(jù)牽引變頻調(diào)速的特性需求,本文給出了小功率模擬試驗波形以及相關的仿真波形。MATLAB仿真結果表明,本文研究的調(diào)速系