电动叉车转差频率型矢量控制系统的建模仿真研究

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2012年第4期电动叉车转差频率型矢量控制系统的建模仿真研究朱建新，陈丽伟，熊亭，过新华(1中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室，长沙410083；2湖南山河智能机械股份有限公司，长沙410100)摘要：基于异步电动机转差频率型矢量控制理论，对电动叉车电动机控制系统进行了建模。同时根据实际工况，利用Matlab／Simulink软件对空载提升和满载提升两种作业进行仿真研究。仿真结果表明，该系统的动态响应

2、快，鲁棒性好，并具有良好的稳定性能。关键词：电动叉车；异步电动机；转差频率型矢量控制；Simulink软件中图分类号：TM921文献标志码：A文章编号：1671_^3133(2012)04--013O—04ModelingandresearchonslipfrequencyvectorcontrolsystemofelectricforkliftZhuJianxin，ChenLiwei，XiongTingzGuoXinhua，(1KeyLaboratoryofModernComplexEquipmentDesigna

3、ndExtremeManufacturing，MinistryofEducation，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China；2HunanSunwardIntelligentMachineryCo．Ltd．，Changsha410100，China)Abstract：Basedonslipfrequencyveetorcontroltheoryofinductionmotor，modelingthemotorcontrolsystemofelectricforklift

4、．Meanwhilethetwokindsofoperations，liftwithoutloadandfullload，weresimulatedandstudybyMatlab／Simulinksoftwarebasedontheactualcondition．Simulationresultsshowthatthedynamicresponseofthesystemisfast，systemhasgoodrobustness，andstabilityperformance．Keywords：electricfo

5、rklift；inductionmotor；slipsfrequencyvectorcontrol；Simulink0引言l转差频率型矢量控制系统数学模型的建立采用交流异步电动机变频调速技术的电动叉车1．1转差频率型矢量控制原理由于其优良的动态控制性能，节能和环保的优势，现转差频率型矢量控制从标量转差频率控制改进已逐步取代柴动叉车和直流电动叉车，成为国内外叉而来，采用矢量控制方式将定子电流分解成规定的磁车发展的新趋势13。电动机控制系统是电动叉车的场电流和转矩电流，并分别进行控制，同时将二者合技术核心，直接决定其工作

6、性能的优劣。电动叉车电成的定子电流供给电动机。转差频率型矢量控制为液系统变频调速控制方法的研究及其实现已成为现速度闭环、磁链开环控制，这种控制方式提高了控制阶段研究的热点J。采用异步电动机转差频率型矢器的动态性能，同时对不能直接观测的磁链采用开环量控制驱动液压系统尤其适合电动叉车电液系统低控制，具有较高的稳定性和较快的响应速度。速提升、间歇作业的工况要求。笔者所研究的电动叉车在实际作业中，电动机启动和停止频繁，工作环境变化大，电动机负载变化大，笔者以湖南山河智能机械股份有限公司生产的对控制精度要求不高，故采用磁链开环

7、转差频率型矢交流电动叉车SWFE15-4F1为研究平台，利用Matlab／量控制，可以满足叉车的作业需求。Simulink软件对电动叉车转差频率型矢量控制系统进1．2异步电动机转差频率型矢量控制基本方程行了仿真研究，得出了一些相关结论，为后续的优化1．2．1电压方程奠定了基础。异步电动机在一(坐标为转子主磁通方向，130朱建新，等：电动叉车转差频率型矢量控制系统的建模仿真研究2012年第4期坐标超前轴9O。电角度)坐标系下的数学模型对笼Te：np丽n(9)型电动机转子相当于短路。，即=0，U亿=0，则R“十一=L2／

8、R2电动机电压方程为：Ul一∞1L1Lmp一LmM1一式中：为转子时间常数。1R1+1p∞1LL●由式(1)的第4行可得：UnapTl●=一(R2／2)i(10)00R2+LEp0。M2OO∞L2R2_再根据式(2)的第4行可得：￡7'2一Lin+L2i=0(11)(1)将式(10)、式(11)代入到式(9)，得：式中：、分别为定子电压励磁分量