目前,直流PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)斩波调速方式依靠其简单易行、启动平稳、调速宽广而平滑、保护功能周全等优点,被绝大多数煤矿企业运用于矿用电机车调速与运输上。然而,此调速方式的矿用电机车大都采用电机串励方式进行驱动的,其在煤矿巷道长期的运行控制过程中具有调速性能不理想、抗干扰能力差、电机特性较软等问题,而且不能同时拥有良好的启动性能、调速性能以及动态性能。因此对矿用直流电机车PWM调速系统的研究和对在此系统基础上的不同励磁方式下矿用直流电机车的运行性能,来探究更适于矿用直流电机车作业条件的励磁方式的研究是不可或缺且具有重要意义的。本文对现有系统进行了重新设计与优化,主要包括:主电路采用IGBT组成的H桥式电路对电机实施控制;利用单片机代替原有的模拟芯片产生PWM波形;设置多路隔离保护与故障保护等,以上改进使得系统更加完善、抗干扰能力增强、体积小且能耗低、使用寿命延长以及调速性能有了进一步的提高。本文首先详细分析了PWM斩波调速原理,对三种(他励、并励、串励)励磁方式下的直流电动机的工作特性进行了对比与分析;其次,建立了直流PWM调速系统仿真模型,并结合矿用直流电机车运行条件,对其在三种不同励磁方式下的运行性能(包括启动性能、调速性能、动态性能)进行了仿真对比分析,探究了更适于矿用直流电机车运行工况的励磁方式;最后,详细叙述了对新型直流PWM调速控制系统的软硬件设计,搭建了实验平台,并通过实验验证,表明了整个调速系统具有稳定性、可行性、实用性以及研究成果的正确性。