工程机械电传动试验台研究-机械制造及其自动化专业论文.docx

Research on Electric Drive Test Bed for Construction Machinery A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate：Zhou Qianlong Supervisor：Prof. Hu Yongbiao Chang’an University, Xi’an, China 摘 要 进入 21 世纪以来，面对着日益严峻的环境污染问题和能源短缺问题，开发新型电 力传动工程机械也显得愈发重要。电工电子技术的迅速发展和高性能电动机及其控制技 术的成熟也为电力传动工程机械的开发与研究创造了有利条件。通过对工程机械电传动 试验台搭建和研究，使电传动工程机械整机性能和功率匹配等室内台架试验研究成为了 可能，这样不仅缩短了电传动工程机械的开发周期、降低研制成本，同时还为电传动技 术的进一步探索和研究提供一个真实的测试平台。因此，开发工程机械电传动试验台对 电传动工程机械未来的发展具有重要的指导意义。 本文的主要工作是对电传动台架系统进行结构设计、技术方案制定、参数选型和系 统搭建。通过采用模块化设计思想对台架的结构进行设计和优化，在满足电传动台架功 能的基础上使其具有应用领域广、面向对象范围宽、通用性好、可扩展性强等特点。根 据工程机械电传动试验台基本功能要求，最终将电传动试验台架系统划分为内燃机控制 及其测试模块、发电机控制及其测试模块、电动机控制及其测试模块、测功加载控制模 块、整车惯量模拟模块、能源管理模块、能量回收模块等七大模块，并最终确定了工程 机械电传动试验台整体布局方案和系统控制方案。但由于诸多因素的限制，台架系统中 能源管理模块和能量回收模块还需要在今后的研究工作中进一步完善。 根据工程机械实际工况下作业性能要求以及电传动试验台需要满足的功能要求，本 文采用了交流——直流——交流的传动形式展开台架搭建工作。最后在 LabVIEW、 ADVISOR 和 Simulink 环境下对工程机械的典型工况以及试验数据测试系统进行建模与 仿真，验证了电传动台架技术方案的可行性，同时对影响电传动台架试验的精度因素进 行分析，并提出了相关解决措施。 关键词：工程机械电传动试验台，结构设计，技术方案制定，参数选型和系统搭建 Abstract Since the beginning of the 21st century, facing the increasingly serious problem of environmental pollution and energy shortages, the development of new power transmission construction machinery is becoming more and more important. The rapid development of electrical and electronic technology and the maturity of high performance motor and its control technology have created favorable conditions for the development and research of the electric power transmission construction machinery. Through the construction and research on electric drive test bed for construction machinery, the research on electric drive construction machinery performance and power matching indoor are becoming possible, not only shorten the electric drive construction machinery development cycle and reduce the development costs, but also provide a real test platform for the further exploration and research on the electric drive technology. Therefore, the development of the electric drive test bed for construction machinery h