露天矿自卸车驱动电机控制技术研究

2016-03-11纪玉鑫

中国新通信 2016年2期

纪玉鑫

【摘要】为了提高露天矿自卸车系统的稳定性和安全性，开展自卸车驱动电机控制技术的研究。选用ATmegal16L单片机和电机专用控制芯片MC33035为核心设计控制系统硬件电路和软件程序，实现对露天矿自卸车驱动电机的可靠控制。

【关键词】露天矿自卸车驱动电机控制

一、引言

自卸车是指利用液压或机械举升，实现自行卸载货物的车辆，又称为翻斗车。二十世纪五十年代，北美等发达国家首次在矿山开采中采用无轨胶轮车技术，1959年，英国在开始采用防爆柴油机带动无轨胶轮车进行矿山开采。与发达国家相比，我国的矿山自卸车技术起步较晚，早期以小型蓄电池机车、电动轮拖车和小绞车为主，运输效率低、需要人员多及中间环节复杂。伴随国际民经济高速发展，大型煤矿、金矿和铁矿等不断增多，对大型矿山自卸车装备及其自动化水平的需求越来越高。由于复杂的使用环境，赋予矿山自卸车具有载重量大、爬坡能力强、车速平稳、轴距较短等特点，同时对输出功率和扭矩的要求较高，用于保证在多坡多弯道的路况及满载运行状态下能够顺利、平稳工作。

二、控制系统设计

自卸车系统工作能量来源于与柴油机同轴的发电机，电流经过整流-逆变后传递给驱动电机，通过对驱动电机的有效控制实现自动卸载负载的功能。控制系统系统采用ATmegal16L单片机和电动机专用驱动芯片MC33035对驱动电机进行联合控制，控制系统由ATmegal16L单片机、控制按钮、整流单元、通信单元、控制芯片MC33035、位置检测电路、测速模块、脉宽调制电路、驱动保护电路、桥式逆变电路和保护电路组成（控制系统结构框图如图1所示），其中ATmegal16L单片机负责采集外界指令和电机位置、转速信号，并进行运算处理；MC33035根据单片机的控制信号，确定电机的动作方式如启动、正转、反转和制动等， MC33035采集霍尔传感器的电机位置信号调用内部程序确定相应的IGBT管导通，使电机持续转动起来，并根据测速模块的电机电压信号确定电机的速度，完成速度的闭环控制。

控制系统软件分为AVR单片机控制电机部分和基于CAN总线的通讯部分。电机控制部分主要完成AVR单片机的初始化、系统运行状态检测、信号的处理及电机软制动，主程序流程图如图2所示。

三、结论

伴随国家安全监管总局“机械化换人、机器人作业、自动化减人”科技强安专项行动的开展，对露天矿自卸车系统的可靠性和智能化水平提出更高的要求。本文从硬件电路和软件程序两方面对露天矿自卸车系统进行设计，系统能够对露天矿自卸车电机进行有效控制。