电动叉车行走电机系统运行效率优化控制研究

摘要

由于叉车起动频繁，轻载工作时间较长，使电动叉车行走驱动电机经常工作在非经济运行状态，效率低下。本文以中小功率异步电机为研究对象，开展了异步电机效率优化控制研究。论文主要包括以下几个方面：
　　 总结了国内外叉车的发展趋势及电动叉车的发展现状，分析了电动叉车行走系统和提升系统损耗组成。总结了常用的异步电机节能控制方式的优缺点，结合损耗模型控制和最小功率搜索控制方式，提出了基于模糊逻辑算法搜索最优励磁电流，控制电机运行在最小损耗处。
　　 针对常用的MATLAB/Simulink模块库提供的电机模型不带铁损的缺点，本文提出了一种在M、T坐标下计铁损的异步电机数学模型。该模型符合电机的实际情况，简单、可靠、易于实现。建立了此电机模型下的交流SVPWM调速系统控制模型。
　　 为了验证了本文建立的异步电机数学模型的准确性，实验测量了电动叉车行走电机空载时的输入电流，转子角频率等数据。通过计算，与仿真结果对比，两者基本吻合，说明本文建立的带铁损的异步电机数学模型是准确的。测试了不同工况下电动叉车行走电机系统的效率，为设计效率优化控制系统提供依据。
　　 结合行走电机系统的特点，设计了基于模糊逻辑控制的异步电机运行效率优化方案。通过调整输入输出的隶属度函数，解决了系统在效率最优点处的振荡问题。设计的比例因子不需要通过仿真计算，可以在线计算得到。通过计算机仿真研究分析，可以看出该方案通过模糊控制可以很快地搜索到电机效率的最优点，动态响应较快，节能效果较好。与实验对比，能明显地提高行走电机系统的效率。根据设计方案，对模糊逻辑效率优化控制系统进行了软件设计。