矿用电机车直流斩波调速控制器分析.pdfVIP

致 谢 本论文是在导师郭凤仪教授的悉心指导下完成的，没有导师的指导、鼓励及资 金上的大力支持，论文是不可能得以顺利完成的。师从三载，收获颇丰，感触亦深。 郭凤仪老师优秀的做人品质，严谨的治学态度，开拓创新的精神，高屋建瓴，把握 全局的能力，忘我的工作精神给我树立起潜移默化的典范作用，这也是导师传授给 我的最宝贵的财富。在此，谨此论文完成之际， 向郭老师致以衷心的感谢和最诚挚 的敬意！ 本论文来源于抚顺矿业集团矿用机电设备制造厂的实际项目，在项目进行中不 仅在生活中受到王建跃厂长、毕总工程师、庄科长，途技术员等多方面的照顾，而 且在技术上也得到了他们大力支持，同时还有我的同学王喜力、张凤龙、缪传海、 侯方磊等多方面的配合，感谢他们付出的艰辛与汗水，在此向你们表达深深的敬意 和感激之情。 感谢我的父母在我这么多年的学习期间对我的支持、鼓励和关怀。多年来他们 无私的奉献是我最大的鼓励和鞭策。谨 以此文表达我深深的感激之情！ 感谢在我的研究生学习期间，陈忠华老师、李斌老师，王志勇老师、王继强老 师以及我的同学室友们给予我的巨大帮助。他们勤奋努力、奋发向上的学习态度和 正直高尚的为人使我终生难忘。 感谢各位专家、教授在百忙中评审本文，并衷心希望得到各位专家、教授的指 导和帮助！ 摘 要 目前大部分矿用电机车都是采用串电阻调速，该方法虽然比较成熟，但是有大 量的能源消耗在电阻上，造成能源的极大浪费，本文研究一种基于直流斩波的调速 控制器，该方法节采用全控型开关器件，其优点是系统频带宽，响应速度快，动态 抗干扰能力强。 矿用电机车直流斩波调速控制器的硬件部分主要分为主电路与控制电路两部 分，首先对主电路进行设计，然后对斩波器功率开关管 IGBT 进行选型。最后再对 控制电路进行设计，其中控制电路是以 ATmega 16 单片机为主控芯片，控制电路包 括电源电路、采样电路、调速电路、M57962L 驱动 电路、欠压保护电路、过流保护 电路、复位电路、报警电路以及扩展电路等。控制电路工作原理：首先在电源的稳 定供给下，Atmega16 单片机稳定工作，当进行调速时，根据输入量的变化时刻改变 PWM 波形，然后经过 IGBT 的功率驱动模块 M57962L，将信号进行放大，最后送给开 关元件 IGBT，进而实现斩波调速，在调速过程中，单片机时刻对主电路电流和电源 电压进行采样，如过流则进行过流保护，欠压则进行欠压保护。启动阶段为防止电 压激增，对电机造成冲击，采用扫描档位法设计了一套软启动程序，具有较好的实 用价值和应用前景。 最后,通过大量的实验验证了直流斩波调速控制器的稳定性和可靠性。实验结果 表明：该系统运行稳定、可靠，性能达到预期设计要求。 关键词：矿用电机车；直流斩波调速；Atmega16；M57962L；软启动 （项目来源：抚顺矿业集团矿用机电设备制造厂项目） - I - Abstract Currently, most of speed regulationare based on series resistance in mine electric locomotive.Though the method is relative maturely, there are a lot of energy consumption in the resistors, and it leads to a great waste of energy.This paper research a speed controller base on DC chopper speed-governing, the system used full-controlled switching devices, and there are many advantages ，such as the more bandwidth of the system frequency, the faster response, the stronger ability of dynamic