电动挖掘机动力与传动系统设计及仿真

发布时间：2017-05-24 06:07

  本文关键词：电动挖掘机动力与传动系统设计及仿真，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：挖掘机是一种用量大、能耗高、排放差的工程机械,在土方机械中应用较多的品种,具有挖掘和装运两大功能,主要用于项目建设、矿山开采和房地产行业等。电动液压挖掘机是节能减排形势下的新技术,改进了传统液压挖掘机的结构原理和技术特点,具有能量利用率高,可以在空气稀薄、环境封闭的场所工作,无有害气体排放,绿色环保等优点,形成了一种由蓄电池和电动机作为动力系统的新型工程机械。本文对小型电动液压挖掘机的传动系统和动力系统进行了设计分析及能耗研究,具体内容如下:(1)介绍了电动挖掘机的结构、发展史、今后的发展现状及发展趋势,对动力电池的性能结构以及发展现状做了简单介绍,对虚拟技术进行了简单介绍,对传统挖掘机的现状与存在问题做了分析,论证了电动挖掘机液压系统和动力系统分析研究的重要性。(2)介绍了Matlab/Simulink软件的特点以及永磁同步电机的建模方法,并根据永磁同步电机矢量控制框图,搭建起整个永磁同步电机矢量控制系统的模型,通过参数的调整,得到了运行平稳的电流、转速、转矩数据,验证了矢量控制对动力系统的合理性。(3)根据负载敏感泵的原理和结构,建立了负载敏感泵的仿真模型,根据负载敏感多路阀的结构和原理,建立了以力士乐M4为例的负载敏感多路阀的仿真模型,参考山东临工的LG660小型挖掘机的执行机构,建立了执行机构的平面仿真模型。即电动液压挖掘机的液压传动系统由负载敏感泵、负载敏感多路阀、换向阀和各执行机构四部分组成,最后在AMESim中建立了电动挖掘机的负载敏感型液压传动系统仿真模型。(4)结合虚拟技术,基于前文对动力系统和液压系统分别建立的模型,利用MATLAB/Simulink与AMESim软件进行了联合仿真,在空载状态下进行仿真分析,验证了电动挖掘机能耗低、能量损失少的优点,为今后电动挖掘机的完善设计研究提供了参考。
【关键词】：电动挖掘机 联合仿真 能耗分析
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU621
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第一章 绪论6-17
• 1.1 课题研究目的和意义6-7
• 1.2 电动液压挖掘机的国内外研究现状7-14
• 1.2.1 液压传动系统的发展现状7-8
• 1.2.2 磷酸铁锂电池和永磁同步电机的发展现状8-11
• 1.2.3 虚拟设计技术的发展现状11-12
• 1.2.4 电动挖掘机的发展现状12-14
• 1.3 课题技术路线及主要内容14-17
• 1.3.1 本文的主要研究内容15
• 1.3.2 本文解决的主要问题15-17
• 第二章 电动挖掘机动力系统设计和建模研究17-32
• 2.1 电动挖掘机动力系统结构设计17-18
• 2.2 永磁同步电机的数学模型18-25
• 2.2.1 永磁同步电机的设定18
• 2.2.2 在A、B、C三相坐标系下永磁同步电机的数学模型18-21
• 2.2.3 在a、b、o坐标系下永磁同步电机的数学模型21-23
• 2.2.4 在d、q、o坐标系下永磁同步电机的数学模型23-25
• 2.3 永磁同步电机的控制系统25-27
• 2.4 永磁同步电机控制系统建模及仿真分析27-31
• 2.4.1 MATLAB/Simulink软件简介27-28
• 2.4.2 永磁同步电机控制系统建模28-30
• 2.4.3 永磁同步电机控制系统仿真分析30-31
• 2.5 小结31-32
• 第三章 电动挖掘机液压传动系统分析32-55
• 3.1 负载敏感液压泵的建模及仿真分析33-41
• 3.1.1 工作原理33-35
• 3.1.2 负载敏感泵数学分析35-38
• 3.1.3 负载敏感泵的建模与仿真分析38-41
• 3.2 多路阀建模及仿真分析41-52
• 3.2.1 压力补偿阀的理论分析与仿真研究42-48
• 3.2.2 负载敏感阀的理论分析与仿真研究48-51
• 3.2.3 主换向阀的建模与仿真分析51-52
• 3.3 执行机构仿真建模52-53
• 3.4 小结53-55
• 第四章 动力与传动系统的工作过程联合仿真及能耗分析55-65
• 4.1 联合仿真的建立55-57
• 4.1.1 基于AMESim和Simulink的联合仿真简介55-56
• 4.1.2 联合仿真软件设置56
• 4.1.3 联合仿真模块的设置56-57
• 4.2 联合仿真及能耗分析57-64
• 4.2.1 仿真参数确定58-59
• 4.2.2 仿真及能耗分析59-64
• 4.3 小结64-65
• 第五章 总结与展望65-66
• 参考文献66-69
• 攻读学位期间的研究成果69-70
• 致谢70-71

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本文编号：389951