基于矢量控制电动叉车调速系统设计

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1、基于矢量控制电动叉车调速系统设计　　摘要：针对电动叉车用三相异步电动机调速的要求，以TMS32OLF28335为核心设计了带转矩内环的转速、转子磁链闭环矢量控制系统。给出了硬件原理框图、关键器件、设计思想和仿真图。实验结果表明控制系统具有良好的性能。关键词：电动叉车;异步电动机;矢量控制;TMs32OLF28335DesignoftheElectricForkliftTruckSpeedRegulatingSystemBasedontheVectorControlAbstract:Basedontheanaly

2、sisofelectricforkliftwiththreephaseasynchronousmotorspeedregulation,attherequestoftheTMS32OLF28335asthecoredesignwithtorqueinnerringspeed,rotormagneticchainclosed-loopvectorcontrolsystem.Alsopresentsthehardwarefunctionalblockdiagram,keycomponents,designideaa

3、ndprogramflowchart.Theexperimentalresultsshowthatthecontrolsystemhasgoodperformance.Keywords:electricForkliftTruck;asynchronousmotor;vectorcontrol;TMS320LF28335中图分类号：U261.27文献标识码：A文章编号：8前言电动叉车是以蓄电池作为动力源，通过电机将电能转换为机械能驱动叉车行走和转换为液压能驱动工作装置工作的物料搬运机械。电动叉车的性能与其动力驱动

4、系统的性能密切相关，研制和开发适合电动叉车各种行驶工况条件下的驱动系统，成为电动叉车领域研究的重点内容.目前，电动叉车主要有直流驱动和交流驱动两种方式。由于交流系统本身在性能、维修等方面的优越性能，自上世纪末，交流驱动调速系统逐渐应用于电动叉车的设计和生产中，它的应用使电动叉车的性能显著提高。而异步电动机具有效率高、结构简单、免维护、体积小、寿命长等优点，还能有效的实现再生制动，在电动叉车交流驱动系统中广泛使用。随着高性能微处理器及新型电力电子器件的出现，使得应用全控型电力电子器件和空间矢量(SVPWM)控制技

5、术进行变频调速的方式已成为交流电机调速控制的主流。8针对异步电动机是一个多变量、强耦合、非线性的时变参数系统，矢量控制通过引入与转子绕组交链的转子磁链来建立异步电动机的数学模型。在以产生等效的旋转磁场的原则下，通过从静止坐标系到旋转坐标系的变换，把异步电动机的定子电流分解为以转子磁场定向的定子励磁电流分量和与之正交的定子转矩电流分量，对两分量可以进行分别控制。这样，以转子磁场定向的矢量控制系统可以实现异步电动机磁场的完全解耦。就可以像控制直流电动机那样控制异步电动机。相对于其他微处理器，DSP具有运算速度快，可

6、以自己产生有死区时间的PWM输出，可以实现诸如模糊控制等复杂的算法，外围硬件少等优点，因而广泛用于电机的数字控制。本文以TMS320LF28335DSP芯片为核心，设计了针对三相交流异步电机的全数字调速控制系统。实验结果表明，该系统具有良好的静、动态性能。2TMS320F28335简介TMS320F28335数据信号控制器是TI公司最新推出的32位浮点DSP控制器，具有150MHz的高速处理能力，18路PWM输出，与前几代数字信号控制器相比，性能平均提高了50%，并可与定点C28x控制器软件兼容。其浮点运算单元

7、，可显著提高控制系统控制精度和控制器运算速度，是目前最先进的控制器之一，可应用到参数辨识等需要大运算量的电机实时控制系统中。TMS320F28335与TMS320F2812定点DSP芯片相比，增加了单精度浮点运算单元FPU，高精度PWM，Flash增加了1倍，添加了DMA功能，可将ADC转换结果等直接存入DSP的任一存储空间，增加了1个CAN通讯模块、1个SCI接口和1个SPI接口。TMS320F28335的其他特性如下：最高150MHz主频、外部存储扩展接口、看门狗技术、3个定时器、18个PWM输出、16通道

8、的12位A/D转换器。基于TMS320F283358数字控制系统的硬件电路主要包括电压、电流检测，PWM信号输出，SCI及CAN通讯等。DSP的作用是将由传感器测得的信号进行数字滤波，再经控制算法计算，得到一个与输入量相对应的PWM信号。与281x系列由事件管理器EV产生PWM信号不同，283xx系列使用EPWM模块产生PWM信号输出给开关管的驱动电路，且F28335的EPWM使用软件