坑道钻机变频调速液压系统研究

发布时间：2017-11-03 05:23

  本文关键词：坑道钻机变频调速液压系统研究

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【摘要】：坑道钻机主要用于大型井下煤矿开采工程中的瓦斯抽采,是保证煤矿开采安全进行的重要装备。它应具备安全可靠、操作省力和工作效率高等优点,其性能的优劣直接影响煤矿开采的作业周期。目前采用的泵控负载敏感液压系统对油液的要求较高,而井下作业环境恶劣,粉尘多,系统故障率较高。变频调速液压系统采用变频电机加定量马达的组合,省去了变量泵复杂的变排量机构,将系统控制由液控变为电控,大大降低了系统对油液品质的要求。通过电气控制策略能更容易的实现自动化和智能化。 基于以上背景及变频调速液压系统在井下特殊环境中的优势,本文以4000N·m某型号坑道钻机为例,对其液压系统进行改进设计,应用Simulink和AMESim软件进行模拟仿真,分析变频调速液压系统在坑道钻机中的应用效果。主要工作如下： (1)本文介绍了坑道钻机的发展以及不同工况下的工作原理,分析钻机液压系统的不同控制方法的优缺点,指出负载敏感系统和变频调速系统适合钻机发展的需要,而变频调速系统更适合煤矿井下复杂工况。 (2)分析了坑道钻机各机构的组成,并针对某型号坑道钻机液压系统进行改进设计及元件的计算与选型。 (3)研究了不同的液压系统建模方法的特点,利用数字仿真法分别建立变频器、交流电机以及液压系统的数学模型,分析结果表明变频器的控制电压是系统执行机构动态特性的直接影响因素。 (4)利用Simulink和AMESim软件建立系统的仿真模型进行联合仿真,分析钻机在不同工况下的动态性能。仿真结果表明变频调速泵控液压系统能够完全满足煤矿井下复杂的工况要求,对阶跃负载工况能够迅速的做出反应,保证机器的正常运行；在空载工况下,电机怠速运行；在额定负载范围内,系统功率随负载变化而变化,达到节能的目的。相比于负载敏感系统更易于控制,对液压系统油液介质的要求很低,降低了系统故障的发生率,提高工作效率。
【关键词】：坑道钻机 变频调速 AMESim Simulink 动态特性
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TD712.63
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 坑道钻机概述9-11
• 1.1.1 坑道钻机发展现状10-11
• 1.1.2 坑道钻机的发展趋势11
• 1.2 液压系统调速技术概述11-15
• 1.2.1 液压系统基本调速技术11-13
• 1.2.2 变频调速技术的发展13-14
• 1.2.3 交流变频调速技术基本原理及控制方式14-15
• 1.3 本文研究意义及主要工作15-17
• 1.3.1 研究意义15
• 1.3.2 主要工作15-17
• 2 坑道钻机变频调速液压系统设计17-30
• 2.1 坑道钻机的机构组成17-20
• 2.1.1 液压泵站17-18
• 2.1.2 回转和进给机构18-19
• 2.1.3 行走机构19-20
• 2.1.4 辅助装置20
• 2.2 坑道钻机液压系统设计及元件选型计算20-28
• 2.2.1 液压控制系统分析21-23
• 2.2.2 变频调速液压系统设计23-24
• 2.2.3 液压系统元件选型与计算24-28
• 2.3 坑道钻机回转与进给系统负载特性分析28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 变频调速液压系统建模与分析30-39
• 3.1 液压系统建模的方法30-31
• 3.2 变频调速液压系统数学模型的建立31-37
• 3.2.1 变频器数学模型的建立31-33
• 3.2.2 电机数学模型33-35
• 3.2.3 液压系统数学模型35-37
• 3.3 系统数学模型中各参数取值37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 基于AMESim和Simulink的变频调速液压系统仿真与分析39-54
• 4.1 AMESim和Simulink软件介绍39-41
• 4.1.1 AMESim液压仿真软件简介39-40
• 4.1.2 Simulink仿真软件简介40-41
• 4.2 变频调速液压系统模型的建立41-47
• 4.2.1 变频电机Simulink模型的建立与仿真42-43
• 4.2.2 坑道钻机液压系统AMESim模型的建立与仿真43-47
• 4.3 基于AMESim-Simulink的联合仿真与结果分析47-53
• 4.3.1 变频调速液压系统联合仿真模型的建立47-49
• 4.3.3 仿真结果分析49-53
• 4.4 本章小结53-54
• 结论与展望54-56
• 参考文献56-59
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1134825