采煤机永磁半直驱截割传动系统负载特性模拟方法研究
发布时间：2021-01-21 10:28
采煤机是综采工作面“三机配套”主要装备之一,截割传动系统作为采煤机的主要工作机构,工况环境复杂恶劣,载荷变化不均匀,波动和冲击较大,在工作过程中容易发生过载,破坏运行平稳性和准确性。本课题提出一种新型永磁半直驱采煤机截割传动系统,去除了传统结构中故障率较高的行星齿轮减速机构,减少系统的传动环节,降低系统的故障率。在此背景下,本文对低速大扭矩永磁电机驱动形式的采煤机截割传动系统负载特性以及模拟方法进行研究。主要研究内容包括:（1）采煤机永磁半直驱截割传动系统负载特性研究。建立永磁半直驱截割传动系统的动力学模型;以螺旋滚筒负载特性为切入点,数值仿真出螺旋滚筒的动态负载,并对滚筒上负载的速度特性进行研究;进而求解各齿轮副在稳定工况和突变工况下的啮合受力情况,分析其载荷特点。（2）永磁半直驱系统负载特性模拟方法研究。阐述永磁半直驱系统负载特性模拟原理及模拟系统的物理实现;基于等效比例缩放和前向模型设计动态负载模拟跟踪方法,利用MATLAB/Simulink仿真验证动态跟踪方法的有效性;确立系统的时延路径,仿真分析延时特性的影响并采用史密斯预估控制进行补偿。（3）永磁半直驱系统负载模拟系统上位机...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚筒式采煤机结构
图 1.2 传统截割传动系统示意图Figure 1-2 Schematic diagram of traditional shearer cutting drive system，永磁同步电机的开发和应用已经进入了一个新阶段，它具有结构、功率因素高、启动力矩大、可维护性好等特点[10-11]，广泛应用于3]、装备制造[14-15]、舰船推进[16-17]、矿山装备[18-19]、航空设备[20-21]等源开采效率和综合利用以及工业节能减排要求的不断提高，推动了掘机械中的发展和应用[22]。采用低速大扭矩永磁同步电机，省去减较高部分，实现永磁直驱（半直驱）截割传动系统，使得系统整体，对安装、调试、维护要求大为降低[23]。设计“永磁同步电机+三级割滚筒”的新型截割传动系统，该系统是“直驱近零传动”在采掘机械对现有截割传动系统的缺点，提高了截割性能与自适应能力，满足、低故障、高效率要求。机工作环境复杂恶劣，导致载荷变化不均匀,在工作过程中容易发异常。螺旋滚筒载荷波动大、冲击大，而且所受到的载荷具有非强耦合性的复杂特点[5]，永磁半直驱截割传动系统的实际应用面临
全文架构
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电跟踪转台的控制模型辨识[J]. 王昊,刘晶红,邓永停,张雪菲. 红外与激光工程. 2016(06)
[2]基于永磁同步电机的全断面隧道掘进机刀盘驱动系统的研究[J]. 龚文忠,年晓红. 科技与创新. 2016(12)
[3]试析电牵引采煤机的技术现状及发展趋势[J]. 刘俊峰. 煤炭科技. 2016(01)
[4]电动负载模拟器的非线性因素分析及补偿[J]. 付梦瑶,杨瑞峰,郭晨霞,张鹏,张新华. 中国测试. 2016(01)
[5]伺服压力机机械负载模拟系统的设计[J]. 樊索,莫健华,叶春生. 机械科学与技术. 2015(06)
[6]测功机动态负载模拟算法[J]. 叶晓,金振华,高大威,卢青春. 清华大学学报(自然科学版). 2013(10)
[7]电动舵机伺服系统非线性辨识及补偿[J]. 肖前进,贾宏光,章家保,韩雪峰,席睿. 光学精密工程. 2013(08)
[8]基于扰动补偿算法的拉床主溜板双伺服同步驱动控制策略[J]. 鲁文其,胡旭东,史伟民,林绿高,邓雄飞. 机械工程学报. 2013(21)
[9]采煤机工作机构载荷模拟[J]. 郭岱. 煤矿机械. 2013(04)
[10]现代直驱技术[J]. 王光能. 世界制造技术与装备市场. 2013(01)
博士论文
[1]矿用电机车的永磁同步电机控制关键技术研究[D]. 郑昌陆.上海大学 2013
[2]采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学研究[D]. 刘送永.中国矿业大学 2009
[3]变速截割采煤机关键技术研究[D]. 马正兰.中国矿业大学 2009
[4]电液负载模拟器多余力矩抑制及其反步自适应控制研究[D]. 张彪.哈尔滨工业大学 2009
[5]电力推进负载模拟系统研究[D]. 刁利军.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]直线电磁模拟加载系统的性能分析及控制研究[D]. 易可可.西安理工大学 2017
[2]采煤机截割部动力学特性研究及其对截割性能的影响[D]. 苗立野.辽宁工程技术大学 2015
[3]采煤机截割部传动系统负载模拟及强度分析[D]. 孟凡林.辽宁工程技术大学 2013
[4]采煤机滚筒工作载荷的分析及其仿真研究[D]. 姚天宇.辽宁工程技术大学 2013
[5]基于虚拟仪器的模拟加载测试系统设计[D]. 王剑波.南京理工大学 2012
[6]采煤机负载特性及其对截割部可靠性影响研究[D]. 陈颖.辽宁工程技术大学 2011
[7]旋转舵机电动式自动化加载测试系统的研制[D]. 刘海军.哈尔滨工业大学 2009
[8]采煤机截割部动力学仿真[D]. 周娟利.西安科技大学 2009
[9]行星齿轮机构传动系统动态优化设计与研究[D]. 张海峰.河北工程大学 2009
[10]时延测试方法研究[D]. 黄坤超.电子科技大学 2007
本文编号：2990991
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
滚筒式采煤机结构
图 1.2 传统截割传动系统示意图Figure 1-2 Schematic diagram of traditional shearer cutting drive system，永磁同步电机的开发和应用已经进入了一个新阶段，它具有结构、功率因素高、启动力矩大、可维护性好等特点[10-11]，广泛应用于3]、装备制造[14-15]、舰船推进[16-17]、矿山装备[18-19]、航空设备[20-21]等源开采效率和综合利用以及工业节能减排要求的不断提高，推动了掘机械中的发展和应用[22]。采用低速大扭矩永磁同步电机，省去减较高部分，实现永磁直驱（半直驱）截割传动系统，使得系统整体，对安装、调试、维护要求大为降低[23]。设计“永磁同步电机+三级割滚筒”的新型截割传动系统，该系统是“直驱近零传动”在采掘机械对现有截割传动系统的缺点，提高了截割性能与自适应能力，满足、低故障、高效率要求。机工作环境复杂恶劣，导致载荷变化不均匀,在工作过程中容易发异常。螺旋滚筒载荷波动大、冲击大，而且所受到的载荷具有非强耦合性的复杂特点[5]，永磁半直驱截割传动系统的实际应用面临
全文架构
【参考文献】：
期刊论文
[1]光电跟踪转台的控制模型辨识[J]. 王昊,刘晶红,邓永停,张雪菲. 红外与激光工程. 2016(06)
[2]基于永磁同步电机的全断面隧道掘进机刀盘驱动系统的研究[J]. 龚文忠,年晓红. 科技与创新. 2016(12)
[3]试析电牵引采煤机的技术现状及发展趋势[J]. 刘俊峰. 煤炭科技. 2016(01)
[4]电动负载模拟器的非线性因素分析及补偿[J]. 付梦瑶,杨瑞峰,郭晨霞,张鹏,张新华. 中国测试. 2016(01)
[5]伺服压力机机械负载模拟系统的设计[J]. 樊索,莫健华,叶春生. 机械科学与技术. 2015(06)
[6]测功机动态负载模拟算法[J]. 叶晓,金振华,高大威,卢青春. 清华大学学报(自然科学版). 2013(10)
[7]电动舵机伺服系统非线性辨识及补偿[J]. 肖前进,贾宏光,章家保,韩雪峰,席睿. 光学精密工程. 2013(08)
[8]基于扰动补偿算法的拉床主溜板双伺服同步驱动控制策略[J]. 鲁文其,胡旭东,史伟民,林绿高,邓雄飞. 机械工程学报. 2013(21)
[9]采煤机工作机构载荷模拟[J]. 郭岱. 煤矿机械. 2013(04)
[10]现代直驱技术[J]. 王光能. 世界制造技术与装备市场. 2013(01)
博士论文
[1]矿用电机车的永磁同步电机控制关键技术研究[D]. 郑昌陆.上海大学 2013
[2]采煤机滚筒截割性能及截割系统动力学研究[D]. 刘送永.中国矿业大学 2009
[3]变速截割采煤机关键技术研究[D]. 马正兰.中国矿业大学 2009
[4]电液负载模拟器多余力矩抑制及其反步自适应控制研究[D]. 张彪.哈尔滨工业大学 2009
[5]电力推进负载模拟系统研究[D]. 刁利军.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]直线电磁模拟加载系统的性能分析及控制研究[D]. 易可可.西安理工大学 2017
[2]采煤机截割部动力学特性研究及其对截割性能的影响[D]. 苗立野.辽宁工程技术大学 2015
[3]采煤机截割部传动系统负载模拟及强度分析[D]. 孟凡林.辽宁工程技术大学 2013
[4]采煤机滚筒工作载荷的分析及其仿真研究[D]. 姚天宇.辽宁工程技术大学 2013
[5]基于虚拟仪器的模拟加载测试系统设计[D]. 王剑波.南京理工大学 2012
[6]采煤机负载特性及其对截割部可靠性影响研究[D]. 陈颖.辽宁工程技术大学 2011
[7]旋转舵机电动式自动化加载测试系统的研制[D]. 刘海军.哈尔滨工业大学 2009
[8]采煤机截割部动力学仿真[D]. 周娟利.西安科技大学 2009
[9]行星齿轮机构传动系统动态优化设计与研究[D]. 张海峰.河北工程大学 2009
[10]时延测试方法研究[D]. 黄坤超.电子科技大学 2007
本文编号：2990991
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