矿用蓄电池电机车是煤矿生产中的重要运输工具,目前电机车还一直沿用串激直流电动机进行调速控制。这种调速方式是有级的,调速时有大量的电能消耗在串联电阻上,使蓄电池充电频繁,不仅费时、耗能、效率低,而且蓄电池损坏率高,寿命减短。交流异步电动机以其结构简单、效率高、维护量小,能够适合于恶劣工作环境的特点,作为矿用电机车的牵引电机是一种合适的选择。因此,将使用直流电动机的矿用电机车改造成交流电机调速系统是必然趋势,本文正是针对这一课题进行了一些研究和探讨。 针对矿用电机车交流调速系统的特点,提出了一种先进的交流变频调速方案:直接转矩控制(DTC)。它直接对电机定子磁链和电磁转矩进行控制,避免了矢量控制中复杂的变换和参数运算,使控制结构变得十分简单。 作者首先采用MATLAB仿真工具Simulink对直接转矩控制的定子磁链近似圆形控制的方法进行了仿真,从理论上证明了这种方法的可行性,并且对仿真波形进行分析,说明了系统性能的优越性;其次将直接转矩控制理论应用到矿用电机车的交流调速传动系统上,组建了以TMS320LF2407为控制核心的电机车变频调速实验系统,在DSP实验及系统开发平台上对圆形磁链控制算法进行了实验,完成了DTC系统实验室阶段的设计与研究,得到了较有价值的实验波形,对结果进行了对比分析。实验证明采用直接转矩控制的矿用电机车交流传动与直流传动相比具有牵引力大,调速性能好,节电效果明显等优点。