電動平板車防滑的研究

張宇 王大江 王金祥 馮扶民

摘 要：針對目前傳統的柴油動力平板車無法滿足綠色環保的要求，我公司主持研制了30T電動平板車，本文對我生產的30T電動平板車的防滑進行了研究，對其滑轉率進行了分析，在分析的基礎上進行了程序數學建模，并進行了大量的實驗，當出現滑轉時，對其進行扭矩控制，有效的解決了電機滑轉率偏高的問題，取得了較好的效果。

關鍵詞：防滑;滑轉率;扭矩控制

中圖分類號：U469.72 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）14-0065-02

1 綜述

隨著國家綠色環保的要求越來越高，傳統的柴油動力的平板車因為受到燃油排放的要求及國家對環境的要求，已經不能滿足目前的需求，我公司研制生產了電驅動的30T電動平板車，解決了對環境造成污染的問題，節能環保，取得了很好的效果，如圖1所示。

2 30T電動平板車主要組成

電動平板車主要由柴油發電機組（當電池沒電時，為電池充電）、油泵電機（實現轉向和升降功能）、電池組（整機動力）、輪邊電機和減速機及整車的控制系統等組成，見圖2。

30T電動平板車驅動行走系統采用8臺10KW的永磁同步電機實現走行功能，其電機最高轉速可以達到4500rpm;其額定轉速為3100rpm;其額定扭矩為250Nm;其峰值功率為60KW;電機的來源為電池組，當電池組電池管理系統BMS報出電量低的信息后，車輛自由的柴油發電機組開始為電池組充電，這樣避免車輛停下來等待充電的時間，此設計為增程式設計。

3 車輛滑轉現象分析

由于永磁同步電機控制的非線性，電機在驅動負載時，負載的擾動、電機運行過程中轉子繞組的溫升，可能會造成轉子退磁現象，電機的參數會發生變化，傳統PID控制方法很難達到系統的要求。

車輛在行駛過程中，考慮到電機的制造誤差，電機的參數不能完全相同，而且車輛在行駛中，要考慮到電機因為車輛轉向及各種模式進行轉彎等工況的存在，電機會設計差速;車輛在行駛中，會遇到上坡，坡道行駛，轉彎行駛，下坡行駛等工況，進而我們在實際監測發現，電機會出現打滑現象;

我們以電機的正常行駛工況為分析，當兩個電機中的任意一個電機速度超出平均值后，即認為其出現打滑現象;行駛的時間中出現打滑的時間占比，即為滑轉率;如圖3和圖4所示，為我司生產的電動平板車場內測試出現的滑轉率監測;

當電機出現大面積滑轉時，將會嚴重影響車輛的性能，車輛將不能正常行駛，不能滿足運輸功能。

4 滑轉解決方案

4.1 建立數學模型

針對上述情況，我們提出監測滑轉率，并在適當的時候，限制滑轉率過大的輪組的驅動扭矩，并在實踐中進行檢驗。

本文從數學的角度，進行數學建模，當出現滑轉率偏大的時候，對其扭矩進行電子檢測和控制;建立了數學模型如圖5所示。

4.2 實際效果

在測試電氣控制程序模塊中增加了上述滑轉率模塊，效果良好，如圖6所示。

以6號電機實際測試數據為：滑轉率超過0.4時，電機降扭;當滑轉率小于0.2時，電機響應真實電機需求。

5 結語

本文在分析了車輛出現打滑的情況下， 對其滑轉率進行了分析和統計，在電氣控制中增加滑轉率控制模塊，從計數、降扭和增扭等幾個方面進行分析和數學建模，并在場內對出現滑轉率面積較大的驅動電機進行了控制實驗，實驗證明，增加建模模后，電機滑轉率明顯降低，車輛性能穩定提升，滿足了現場的需求，起到了較好的效果。

參考文獻

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