永磁电机半直驱刮板输送机动态特性研究

发布时间：2020-10-29 09:51

　　 刮板输送机是以链条作为牵引机构的连续动作式运输设备,其性能的好坏直接影响,煤矿的生产效率和开采成本,传统的刮板输送机驱动系统主要是异步电动机配合减速机一起使用的方式,分析其问题。本文提出永磁电机半直驱驱动装置,以永磁电机作为驱动源,将永磁电机和减速器设计为一体。旨在改善刮板输送机的驱动方式。整个系统的动力学行为关系着其稳定性与可靠性,通过整个系统的动力学进行建模仿真,对整个系统进行机电耦合,研究永磁电机半直驱刮板输送机的动态特性,能够为齿轮传动系统优化、永磁同步电机设计和控制策略提供基础、预测刮板输7送机的运输状况。主要开展以下研究工作:设计了永磁电机半直驱刮板输送机系统。主要包括刮板输送机、减速器和永磁同步电机及变频控制器的选型。永磁电机半直驱将永磁电机与减速器设计成一体,可以实现大扭矩,低转速、适应煤矿恶劣工作环境,可以根据刮板输送机的负载进行精确控制,减小功率不平衡的现象,实现实时控制。从根本上改变了刮板输送机的驱动系统。采用质量集中参数法建立齿轮传动系统动力学微分方程,利用借助MATLAB工具求解齿轮传动系统的动态响应,得到齿轮在突变载荷和阶跃载荷下,齿轮的振动第一级较大,第二级较小。齿轮副之间的弹性变形量第二级大于第一级。齿轮的动态啮合力第二级最大,第一级最小。齿轮传动系统的扭转位移、弹性变形量和动态啮合力与外载荷变化规律相似。不同载荷下齿轮的扭转位移、弹性变形量和动态啮合力,为减小齿轮动态激励的传递,降低系统各构件的振动,提高齿轮使用寿命,降低振动和噪音提供依据。建立永磁电机半直驱刮板输送机的Simulink仿真模型,进行永磁电机半直驱刮板输送机的机电耦合动态特性研究,从工况载荷和故障载荷两个方面对系统进行仿真研究,对永磁电机的电流、转速、电磁转矩,刮板输送机链条的张力、速度、加速度、负载力矩进行了详尽的分析。结果表明电机启动、负载增加系统具有较大的波动,但永磁电机可以对负载激励响应较快,具有良好的动态特性。搭建永磁电机半直驱实验平台,采用负载模拟技术利用等效缩放原则。对仿真参数进行等效缩放,利用磁粉测功机作为负载的加载装置,对永磁电机半直驱系统的负载特性进行实验研究,验证了建立的永磁电机半直驱系统的数学模型和仿真模型合理性及正确性。
【学位单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TD528.3
【部分图文】：

个系统的效率只有0.5~0.7，个别的会更低[6-7]。如图1-1所示，异步电机在负载率低于0.7时，其效率和功率因数下降的就十分明显[8-9]。另外，减速器使得整个机械装备系统占用空间大、质量大，同时还会带来严重的振动和噪声、润滑油的渗漏污染、日常维护工作量大等弊端[10]。图 1-1 异步电机效率和功率因数与负载率的关系曲线Figure 1-1 Asynchronous motor efficiency and power factor to load rate curve

的 winwind 首先提出，并采取了相成半直驱驱动系统，应用于风力发泛应用于电主轴、风力发电、工业磁材料性能的不断提高和完善、成展，使得稀土永磁同步电机的开发稀土永磁体代替异步电机中的转子和转子发热，而且使永磁电机尺寸永磁同步电机可以在低速条件下实下优势：与同功率的异步电动机相比，没有~13%，功率因数提高了 5%~20%[16高的效率和功率因数，尤其在轻载。如下图 1-2 所示[18]，在负载率低速变化的范围不大。

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本文编号：2860732