变频电机驱动桥式起重机起升动载系数研究

发布时间：2017-06-17 04:12

  本文关键词：变频电机驱动桥式起重机起升动载系数研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：桥式起重机作为一种量大面广的物料搬运机械设备,广泛应用于装备制造业、运输与物流业、造船业、水利水电建设、核电建设等国民经济支柱行业。在桥式起重机的设计过程中,起升动载系数值的选取十分重要。如果起升动载系数的值选取的偏大,就会导致桥式起重机整机结构自重的增加,如果起升动载系数的值选取的偏小,将直接影响桥式起重机整机的使用寿命。目前桥式起重机中普遍装备的是变频调速电机,而我国起重机设计规范GB/T3811-2008中关于起升动载系数的推荐性计算方法是基于普通电动机设定的,因此起升动载系数的推荐取值存在一定的不合理性。仍继续沿用规范中的计算方法,将增加设备的使用成本,造成巨大的浪费。本文是在国家科技支撑计划课题“桥式起重机轻量化共性技术研究”(课题编号：2015BAF06B01-2)资助下完成。以某额定起重量为32t的桥式起重机为研究对象,对其起升机构应用ADAMS和MATLAB软件建立联合仿真模型。对不同电机驱动形式、不同载荷的工作状态进行联合仿真,并结合具体实验分析总结桥式起重机在变频电机驱动时起升动载系数的变化规律。为桥式起重机设计计算时起升动载系数的选取提供一定的参考依据。论文的主要工作内容如下：(1)分析起升动载系数的选取对于桥式起重机设计的重要性,当桥式起重机采用变频电机驱动时起升动载系数的选取存在的问题和不足。介绍起升动载系数的国内外研究现状。对交流异步电动机和变频调速电机的工作原理和机械特性进行分析比较。(2)应用ADAMS和MATLAB软件建立32t桥式起重机联合仿真模型。仿真分析桥式起重机分别在普通电动机和变频调速电机驱动下、起吊不同载荷时起升动载系数的变化情况。分析总结两种驱动形式对起升动载系数的影响规律。根据32t桥式起重机联合仿真经验,对额定起重量为10t,20t,25t,40t,50t,80t, 100t的桥式起重机分别进行联合仿真,对仿真结果进行对比分析。(3)根据仿真结果,设计32t桥式起重机在变频电机驱动下的实验方案。利用实验研究32t桥式起重机在起吊不同载荷、不同稳定起升速度和不同工况时起升动载系数的变化规律。(4)对按起重机设计规范计算得到的起升动载系数、运用软件联合仿真得到的起升动载系数和实验获得的起升动载系数进行系统地分析比较,总结出关于桥式起重机设计计算时起升动载系数选取的一种推荐性计算方法。
【关键词】：桥式起重机 起升动载系数 联合仿真 ADAMS MATLAB
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH215
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 概述10-13
• 1.1.1 桥式起重机概述10-11
• 1.1.2 变频调速技术概述11-12
• 1.1.3 起升动载系数概述12-13
• 1.2 课题研究的背景及意义13-14
• 1.3 课题主要研究内容14-15
• 2 桥式起重机起升动载系数相关研究15-27
• 2.1 起升动载系数研究现状15-19
• 2.1.1 国内研究现状15-16
• 2.1.2 国外研究现状16-19
• 2.2 交流异步电动机19-22
• 2.2.1 交流异步电动机简介19-20
• 2.2.2 交流异步电动机机械特性20-22
• 2.3 变频调速电机22-25
• 2.3.1 变频调速电机简介22-24
• 2.3.2 变频调速电机机械特性24-25
• 2.4 两种类型电机比较25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 桥式起重机起升动载系数联合仿真研究27-51
• 3.1 联合仿真流程27-28
• 3.2 联合仿真建模28-36
• 3.2.1 起升机构建模28-29
• 3.2.2 钢丝绳建模29-32
• 3.2.3 交流异步电动机建模32-34
• 3.2.4 变频调速电机建模34-36
• 3.3 联合仿真平台构建36-41
• 3.3.1 添加约束和驱动36
• 3.3.2 创建状态变量36-39
• 3.3.3 导出控制参数39-40
• 3.3.4 建立控制方案40
• 3.3.5 仿真参数调节40-41
• 3.4 32t桥式起重机联合仿真结果分析41-43
• 3.4.1 普通电机驱动仿真结果41-42
• 3.4.2 变频电机驱动仿真结果42-43
• 3.4.3 两种电机驱动起升动载系数结果对比43
• 3.5 多吨位系列化联合仿真结果43-49
• 3.5.1 10t桥式起重机联合仿真结果43-44
• 3.5.2 20t桥式起重机联合仿真结果44-45
• 3.5.3 25t桥式起重机联合仿真结果45
• 3.5.4 32t桥式起重机联合仿真结果45-46
• 3.5.5 40t桥式起重机联合仿真结果46-47
• 3.5.6 50t桥式起重机联合仿真结果47
• 3.5.7 80t桥式起重机联合仿真结果47-48
• 3.5.8 100 t桥式起重机联合仿真结果48-49
• 3.5.9 各吨位桥式起重机系列化仿真结果对比49
• 3.6 本章小结49-51
• 4 桥式起重机起升动载系数实验研究51-71
• 4.1 实验目的51
• 4.2 实验内容51
• 4.3 实验工况51-53
• 4.3.1 离地起升51-52
• 4.3.2 点动起升52
• 4.3.3 下降制动52-53
• 4.4 实验设备及布置53-55
• 4.5 实验结果55-65
• 4.5.1 起吊载荷32t实验结果56-61
• 4.5.2 起吊载荷16.8t实验结果61-65
• 4.6 四种起升动载系数结果比较65-69
• 4.6.1 按规范计算起升动载系数结果65
• 4.6.2 普通电机驱动起升动载系数仿真结果65-66
• 4.6.3 变频电机驱动起升动载系数仿真结果66
• 4.6.4 变频电机驱动起升动载系数实验结果66-69
• 4.7 起升动载系数取值推荐69-70
• 4.8 本章小结70-71
• 结论71-72
• 参考文献72-75
• 致谢75-76

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