重型刮板输送机可控启动装置控制系统研究

发布时间：2017-10-21 14:12

  本文关键词：重型刮板输送机可控启动装置控制系统研究

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【摘要】：随着煤炭工业和综采技术的高速发展,重型刮板输送机对重载启动、功率平衡、卡链过载保护等功能的需求日渐突出,因此,软启动控制在重型刮板输送机启动过程中的应用尤为重要。目前应用于刮板输送机上的软启动控制方式主要有阀控充液式液力偶合器、双速电机、变频调速启动以及可控启动装置(CST)等。其中,CST尤其适用于刮板输送机的重载启动,是理想的软启动装置。但是,目前国内广泛使用的CST均从国外进口,其核心控制技术也一直被德国DBT公司所垄断,而国内科研机构及相关企业对CST可控启动控制系统的理论研究和设计仍然处于起步发展阶段。本文以DBT公司研发制造的KP-45型CST为研究对象,对其系统组成、功能及控制系统工作原理进行了理论研究,分析了CST在单电机驱动负载、双电机驱动负载及卡链过载保护等不同工作需求下的控制策略。应用AMESim仿真软件搭建了重型刮板输送机整机系统仿真模型,主要包括电动机模型、CST及其电液伺服控制系统模型和刮板输送机负载模型,并确定了仿真模型参数。最后,对CST电液伺服控制系统在单电机驱动和双电机驱动下的特性进行了仿真分析。利用单电机驱动控制系统模型,分析了CST在刮板输送机空载启动、带载启动及卡链保护工况下的控制特性;利用双电机驱动功率平衡控制系统模型,分析了刮板输送机总运行阻力及机头机尾CST启动延时时间对机头机尾电动机输出功率的影响,并通过引入功率PID控制环节,分析了CST功率平衡调节控制特性。结果表明:利用AMESim仿真软件搭建的系统模型,能准确的对CST控制系统在不同工况下的控制特性进行仿真;CST在单电机驱动负载、双电机驱动负载及卡链过载保护等不同工况下的控制策略能满足重型刮板输送机的可控启动。因此,CST具有良好的可控启动特性,可以实现大惯性负载按照给定速度曲线加速启动,同时还具有较高响应速度的卡链保护功能;通过选择合适的功率平衡调节阈值百分数,可以在确保双电机驱动重型刮板输送机平稳运行的情况下,实现机头机尾电动机输出功率平衡的调节。
【关键词】：重型刮板输送机 可控启动装置(CST) 电液伺服控制系统 AMESim
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD634;TP273
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景与意义10-14
• 1.1.1 课题研究背景10-12
• 1.1.2 课题研究意义12-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 刮板输送机上驱动特性国内外研究现状14-16
• 1.2.2 可控启动装置CST国内外研究现状16-17
• 1.3 课题研究内容17-20
• 第二章 可控启动装置系统分析20-40
• 2.1 可控启动装置组成及工作原理20-28
• 2.1.1 机械传动系统20-24
• 2.1.2 液压控制系统24-25
• 2.1.3 润滑冷却系统25-26
• 2.1.4 电气控制系统26-28
• 2.2 可控启动装置功能分析28-29
• 2.3 CST控制系统分析29-38
• 2.3.1 PID控制器原理及参数整定29-32
• 2.3.2 理想启动曲线分析32-34
• 2.3.3 单电机驱动控制系统分析34-35
• 2.3.4 双电机驱动控制系统分析35-37
• 2.3.5 卡链过载保护控制系统分析37-38
• 2.4 本章小结38-40
• 第三章 基于AMESim的CST控制系统建模40-70
• 3.1 AMESim软件介绍40-41
• 3.2 电动机模型建立41-43
• 3.3 CST主机模型建立43-50
• 3.3.1 齿轮减速器模型43-44
• 3.3.2 液压控制系统模型44-48
• 3.3.3 液黏离合器模型48-50
• 3.4 刮板输送机负载模型建立50-51
• 3.5 CST控制系统模型建立51-57
• 3.5.1 理想启动曲线51-52
• 3.5.2 单电机驱动控制系统模型52-55
• 3.5.3 双电机驱动控制系统模型55-57
• 3.6 CST控制系统基本仿真参数57-69
• 3.6.1 CST传动参数57-58
• 3.6.2 CST传动系统转动惯量58-64
• 3.6.3 液黏离合器传递扭矩分析64-67
• 3.6.4 刮板输送机基本运行阻力分析67-69
• 3.7 本章小结69-70
• 第四章 CST控制特性仿真分析70-100
• 4.1 单电机驱动下CST控制特性仿真分析70-81
• 4.1.1 空载启动控制特性分析70-74
• 4.1.2 带载启动控制特性分析74-77
• 4.1.3 卡链保护控制特性分析77-81
• 4.2 双电机驱动下CST控制特性仿真分析81-98
• 4.2.1 功率不平衡影响因素分析81-88
• 4.2.2 功率平衡控制特性88-98
• 4.3 本章小结98-100
• 第五章 总结与展望100-102
• 5.1 全文总结100-101
• 5.2 未来工作展望101-102
• 参考文献102-106
• 致谢106-108
• 攻读学位期间发表的学术论文108

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