露天礦自卸車驅(qū)動電機控制技術(shù)研究

紀玉鑫

【摘要】 為了提高露天礦自卸車系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，開展自卸車驅(qū)動電機控制技術(shù)的研究。選用ATmegal16L單片機和電機專用控制芯片MC33035為核心設(shè)計控制系統(tǒng)硬件電路和軟件程序，實現(xiàn)對露天礦自卸車驅(qū)動電機的可靠控制。

【關(guān)鍵詞】 露天礦 自卸車 驅(qū)動電機 控制

一、引言

自卸車是指利用液壓或機械舉升，實現(xiàn)自行卸載貨物的車輛，又稱為翻斗車。二十世紀五十年代，北美等發(fā)達國家首次在礦山開采中采用無軌膠輪車技術(shù)，1959年，英國在開始采用防爆柴油機帶動無軌膠輪車進行礦山開采。與發(fā)達國家相比，我國的礦山自卸車技術(shù)起步較晚，早期以小型蓄電池機車、電動輪拖車和小絞車為主，運輸效率低、需要人員多及中間環(huán)節(jié)復(fù)雜。伴隨國際民經(jīng)濟高速發(fā)展，大型煤礦、金礦和鐵礦等不斷增多，對大型礦山自卸車裝備及其自動化水平的需求越來越高。由于復(fù)雜的使用環(huán)境，賦予礦山自卸車具有載重量大、爬坡能力強、車速平穩(wěn)、軸距較短等特點，同時對輸出功率和扭矩的要求較高，用于保證在多坡多彎道的路況及滿載運行狀態(tài)下能夠順利、平穩(wěn)工作。

二、控制系統(tǒng)設(shè)計

自卸車系統(tǒng)工作能量來源于與柴油機同軸的發(fā)電機，電流經(jīng)過整流-逆變后傳遞給驅(qū)動電機，通過對驅(qū)動電機的有效控制實現(xiàn)自動卸載負載的功能。控制系統(tǒng)系統(tǒng)采用ATmegal16L單片機和電動機專用驅(qū)動芯片MC33035對驅(qū)動電機進行聯(lián)合控制，控制系統(tǒng)由ATmegal16L單片機、控制按鈕、整流單元、通信單元、控制芯片MC33035、位置檢測電路、測速模塊、脈寬調(diào)制電路、驅(qū)動保護電路、橋式逆變電路和保護電路組成（控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示），其中ATmegal16L單片機負責采集外界指令和電機位置、轉(zhuǎn)速信號，并進行運算處理；MC33035根據(jù)單片機的控制信號，確定電機的動作方式如啟動、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和制動等， MC33035采集霍爾傳感器的電機位置信號調(diào)用內(nèi)部程序確定相應(yīng)的IGBT管導(dǎo)通，使電機持續(xù)轉(zhuǎn)動起來，并根據(jù)測速模塊的電機電壓信號確定電機的速度，完成速度的閉環(huán)控制。

控制系統(tǒng)軟件分為AVR單片機控制電機部分和基于CAN總線的通訊部分。電機控制部分主要完成AVR單片機的初始化、系統(tǒng)運行狀態(tài)檢測、信號的處理及電機軟制動，主程序流程圖如圖2所示。

三、結(jié)論

伴隨國家安全監(jiān)管總局“機械化換人、機器人作業(yè)、自動化減人”科技強安專項行動的開展，對露天礦自卸車系統(tǒng)的可靠性和智能化水平提出更高的要求。本文從硬件電路和軟件程序兩方面對露天礦自卸車系統(tǒng)進行設(shè)計，系統(tǒng)能夠?qū)β短斓V自卸車電機進行有效控制。

參 考 文 獻

[1] 劉盧杰， 機械自動化在煤礦中的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù)，2014，（3）106-108.

[2] 何艷芳，陳曉可，劉德順.電動輪自卸車運行狀態(tài)監(jiān)測用CAN通信系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].礦山機械，2011（2）：44-47.