双电机驱动弛张筛动态特性及控制策略的研究

发布时间：2020-10-26 17:13

　　 单电机驱动的弛张筛中激振电机安装在固定筛框上,固定筛框和浮动筛框的振幅和相位会根据来料量的变化而变化,并且双筛框的振动相位差很难保持成理想的180°,导致聚氨酯筛板在运动过程中达不到物料抛射所需的最优加速度值,煤炭颗粒间的碰撞概率也比较低,使筛分效率受到影响。针对上述问题,建立了一种基于双电机驱动的弛张筛原理模型及其控制系统。与普通弛张筛相比,双电机驱动的弛张筛原理模型中的双筛框由双电机分别驱动,控制系统和两台激振电机相连接。通过改变弛张筛激振电机的转速和相位,使双筛框的振动相位差达到180°,降低了固定筛框上的激振力,实现弛张筛理想的动态特性。本文首先建立了双电机驱动的弛张筛原理样机的力学模型,用牛顿第二定律法和拉格朗日法建立振动系统的数学模型并对其进行求解分析,获得固定筛框和浮动筛框沿x和z向的振动位移和振动相位角。通过微分方程的解可得双筛框振动相位差角与双激振电机偏心块的相位差角之间的关系,由此得出双激振电机偏心块相位差的控制目标。利用解析法建立激振电机主轴在变角速度情况下的运动方程,得出激振电机在一个周期同步运转状态下的平均振动阻尼矩即激振电机的外负载特性。在Solidworks中搭建双电机驱动的弛张筛原理的三维模型,在多刚体动力学仿真软件Adams中添加对应的约束,驱动和弹簧刚度阻尼,研究双电机驱动的弛张筛从启动到平稳运行过程中加速度、位移、双筛框振动相位差的变化情况和双电机驱动弛张筛的振动特性,证明了双电机驱动弛张筛结构的合理性,并为弛张筛虚拟样机的建立提供理论依据。在恒压频比调速控制中,分析激振电机基频以下恒压频比和基频以上恒压变频的电压-频率协调控制方式以及对应的机械特性。根据激振电机的负载特性在Simlink中搭建基于恒压频比的异步电机机电耦合数学模型,双激振电机之间采取基于交叉耦合的转速同步控制算法,可知双电机从启动到平稳运行阶段转速的跟随性能良好。搭建双电机驱动的弛张筛原理样机及dSPACE半实物仿真平台,进行实验研究。根据双筛框激振电机的偏心块在一个周期内的四种运转状态,提出了基于交叉耦合的转速同步和改进的基于点动的Bang-Bang的相位补偿控制算法。根据双电机驱动的弛张筛原理样机的筛体结构参数以及振动微分方程的解可得:双激振电机偏心块的相位差在170°时双筛框的振动相位差可以达到理想的180°。对实验结果进行分析可得,双激振电机偏心块的相位差与双筛框的振动相位差满足了控制要求,证明了控制策略的稳定性、快速性和准确性。
【学位单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TH113.1
【部分图文】：

图 1-1 筛面堵孔 图 1-2 筛面糊孔Fig.1-1 Screen mesh blinding Fig.1-2 Screen mesh pasting为了解决潮湿细粒煤炭的深度筛分问题，分别研制出了不同类型的弛张筛[7-8]。主要为曲轴连杆式弛张筛和偏心器激振的惯性式弛张筛[9]。弛张筛的筛面是由聚氨酯材料

图 1-1 筛面堵孔 图 1-2 筛面糊孔Fig.1-1 Screen mesh blinding Fig.1-2 Screen mesh pasting为了解决潮湿细粒煤炭的深度筛分问题，分别研制出了不同类型的弛张筛[7-8]。主要为曲轴连杆式弛张筛和偏心器激振的惯性式弛张筛[9]。弛张筛的筛面是由聚氨酯材料

图 1-3 曲柄连杆式弛张筛 图 1-4 惯性式弛张筛Fig.1-3 Crank and connecting rod flip-flow screen Fig.1-4 Inertial flip-flow screen1.3.2 弛张筛动力学研究现状
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张嘉威;;新型直线驱动香蕉型弛张筛工作特性分析[J];矿山机械;2019年05期

2 王成军;盛夏夏;陈孝喆;李刚;章天雨;;双质体振动弛张筛动态特性分析[J];噪声与振动控制;2017年06期

3 段旭升;张俊山;雷晓树;李旭;;进口工业应用弛张筛结构分析[J];选煤技术;2018年03期

4 赵环帅;;弛张筛在我国的发展现状及对策建议[J];煤炭加工与综合利用;2018年11期

5 刘凯朋;刘强;王振;曾鸣;;浮框驱动弛张筛的振动特性分析[J];矿山机械;2017年04期

6 王新文;桑冬一;孙鑫磊;张素君;;振动弛张筛筛板预装长度的分析研究[J];矿山机械;2015年05期

7 王新文;姚凯旋;张春节;刘阳;李圣;;进口振动弛张筛的工作机理分析[J];矿山机械;2014年05期

8 耿丽平;张海平;曾俊宾;马金荣;赵纯亮;马剑飞;;关于弛张筛箱板开裂原因分析及解决措施[J];化学工程与装备;2019年07期

9 郭帅;郝金刚;李洋;陈仲叔;;弛张筛在洗煤厂煤泥减量化的效果分析[J];内蒙古煤炭经济;2018年06期

10 石剑锋;;2SCZ1230型高效双质体弛张筛的研究与应用[J];选煤技术;2014年06期

相关硕士学位论文 前10条

1 张新;基于双电机协同驱动弛张筛面的动态特性研究[D];太原理工大学;2019年

2 翟酉湘;弛张筛颗粒碰撞运动行为研究[D];太原理工大学;2019年

3 曹培;双电机驱动弛张筛动态特性及控制策略的研究[D];太原理工大学;2019年

4 邹梦麒;单边驱动式弛张筛动力学参数设计及运动特性分析[D];中国矿业大学;2018年

5 何文龙;弛张筛振动特性仿真与实验研究[D];太原理工大学;2017年

6 武继达;振动式弛张筛动力学特性及疲劳寿命分析[D];中国矿业大学;2016年

7 王培路;惯性式弛张筛的动力学分析[D];太原理工大学;2016年

8 袁驰;1836圆振动弛张筛动力学参数设计及运动特性分析[D];中国矿业大学;2017年

9 顾成祥;弧形弛张筛筛面动力学分析与设计[D];太原理工大学;2015年

10 李君;弛张筛有载加速度及抛掷指数系列优化研究[D];安徽理工大学;2005年

本文编号：2857275