开关磁阻电机带式运输机调速方法研究
发布时间：2022-01-06 12:12
开关磁阻电机利用转子磁阻不均匀产生转矩,即“磁阻最小原理”进行工作,它具结构简单、调整范围宽、调速性能优异、启动电流小、在宽范围内调速时均有较高效率、系统可靠性高等优点。带式输送机是常见的物料运输装置,其具有应用范围广、可靠性强的优点。在带式输送机运行时频繁的需要速度调节和高转矩大重载启动,本文通过将开关磁阻电机应用于带式输送机,采用模糊控制和变论域自适应模糊控制使带式输送机具有宽范围调速和高可靠性的性能。开关磁阻电机的调速问题在不同应用场合具有很多不同的控制方法,本文介绍了开关磁阻电机结构和原理,在此基础上建立了数学模型,同时分析带式输送机的运量和速度度匹配的关系,从而选择一种模糊控制和变论域自适应模糊控制的方法。由于开关磁阻电机转子极存在着显著的边缘效应和高度局部饱和引起整个磁路的高度非线性,同时相电感是电流和转子位置角的非线性函数,开关磁阻电机无法建立准确的数学模型,所以采用模糊PID控制的方法。考虑到实际系统中存在不确定的外部干扰,模糊控制的方法自适应能力有限,所以结合变论域理论设计变论域模糊控制PID控制,提高开关磁阻电机调速控制性能。本文的主要研究对象是三相6/4极开关磁阻...
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带式输送机实际应用中，煤矿开采往往是不均衡的，因此输送机运量是变化的，当运量不足时，
西安科技大学工程硕士学位论文4如图1.2所示为6/4结构的开关磁阻电机。图1.26/4结构的开关磁阻电机自开关磁阻电机问世后，许多学者对开关磁阻电机调速系统进行了研究和分析，发现开关磁阻电机驱动系统的各项性能均不弱于其他调速系统。以开关磁阻电机为驱动的调速系统优缺点总结如表1.2。表1.2开关磁阻电机调速系统优缺点优点缺点结构简单坚固，耐震动，耐冲击负载，适用于各种恶劣、高温环境开关磁阻电机的转矩脉动问题无法避免，将导致噪声过大以及谐振问题启动转矩大，启动电流低，适合于重载频繁启动开关磁阻电机无法直接接入电网运行，需配合控制器才能稳定工作，系统相对比较复杂，安装调试工作量较大驱动控制电路简单可靠。无直通短路的故障，电机每相独立工作，当某相故障时其他相仍正常运行开关磁阻电机调速系统需要安装转子位置传感器，使得电机结构变得复杂系统效率高，损耗小，在很宽的调速范围内效率高达87%以上磁阻式电机能量转换密度偏低开关磁阻电机调速技术与传统带式输送机驱动方式相比具有无可比拟的技术优势，与带式输送机配合使用能够保证带式输送机宽范围调速、高转矩大重载频繁启动、高可靠性等性能的实现。根据煤炭井下对电机的特殊要求，对开关磁阻电机应用有以下几个方向[13]。（1）矿用刮板运输机。目前矿用刮板运输机目前型功率等级、安装尺寸不统一，存在产品质量，电动机故障等问题。应用SRM的刮板运输机，在提高电机的起动性、过载能力、可靠性、寿命等方面都具有很大的优越性。（2）采煤机电牵引。采煤机电动机长时间工作在井下恶劣的环境中，因此对电机
西安科技大学工程硕士学位论文62带式输送机运行特性2.1带式输送机结构及工作原理带式输送机是煤矿井下重要的电气设备，通常需要它连续可靠、连续、高效地工作，依靠与主动滚筒间的摩擦驱动方式运送物料[15]。该系统中主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成，如图2.1所示。图2.1带式输送机结构图带式输送机是一种以输送带做牵引和承载构件，连续输送物料的机械设备。其结构原理如图2.1所示。输送带绕经传动滚筒和尾部滚筒形成无极环行带，输送带由托滚支承以特定的挠曲垂度(通常选择承重段选择托辊为槽形、空段由平托辊支承)，考虑到皮带在承重过程中的张力带来皮带的长度变化，因此张紧装置对于皮带运输机很重要。驱动工作时，通过控制电机转速（通常配合减速装置）实现对驱动滚筒调速，借助输送带和传动滚筒的摩檫力实现输送带的驱动，实现物料的输送[16-17]。带式输送机主要包含以下几个部分：（1）输送带输送带是输送机的重要的部分之一，承担了物料的输送，还借助驱动滚筒的驱动摩
【参考文献】：
期刊论文
[1]开关磁阻电机的电磁参数设计与研究[J]. 谷雨. 防爆电机. 2019(06)
[2]基于模糊自适应PID的开关磁阻电机滞环-脉宽调制直接瞬时转矩控制[J]. 程勇,曹晓晓. 电机与控制应用. 2019(01)
[3]基于模糊分数阶PID的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制[J]. 党选举,彭慧敏,姜辉,伍锡如. 振动与冲击. 2018(23)
[4]基于有限元法的开关磁阻电机建模及验证[J]. 孔彦召,张向龙. 黑龙江电力. 2018(05)
[5]开关磁阻电机及控制系统仿真与建模[J]. 朱彧姝,王锴,孔镜凯,单宇杰,匡德兴,荆世宏. 电机与控制应用. 2018(10)
[6]开关磁阻电机矩角特性模型非线性拟合方法[J]. 叶威,马齐爽,徐萍,张珀铭. 北京航空航天大学学报. 2019(01)
[7]变频调速带式输送机节能控制技术研究[J]. 乌兰,赵奇,胡建栋. 煤矿机械. 2018(09)
[8]带式输送机输煤系统节能控制的设计[J]. 霍明明,安亚君,朱利. 煤矿机械. 2017(12)
[9]变论域模糊PID控制算法在开关磁阻电机中的应用[J]. 蒋泽浩. 电子设计工程. 2017(13)
[10]开关磁阻电机驱动控制系统设计[J]. 王永艳,刘武发. 机械工程与自动化. 2017(04)
硕士论文
[1]开关磁阻电机改进型直接瞬时转矩控制策略的研究[D]. 曹晓晓.西安科技大学 2019
[2]带式输送机节能调速控制系统关键技术研究[D]. 温凯瑞.中国地质大学(北京) 2018
[3]矿井顺煤流输送系统节能优化控制技术研究[D]. 张雅俊.太原理工大学 2017
[4]基于模糊控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究[D]. 陈建龙.湖南大学 2016
[5]开关磁阻电机调速系统研究与设计[D]. 温浩.浙江大学 2012
[6]带式输送机的软起动技术研究[D]. 邓之鹤.电子科技大学 2008
[7]多机驱动带式输送机控制策略的研究[D]. 王晓丹.河南理工大学 2007
本文编号：3572429
【文章来源】：西安科技大学陕西省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
带式输送机实际应用中，煤矿开采往往是不均衡的，因此输送机运量是变化的，当运量不足时，
西安科技大学工程硕士学位论文4如图1.2所示为6/4结构的开关磁阻电机。图1.26/4结构的开关磁阻电机自开关磁阻电机问世后，许多学者对开关磁阻电机调速系统进行了研究和分析，发现开关磁阻电机驱动系统的各项性能均不弱于其他调速系统。以开关磁阻电机为驱动的调速系统优缺点总结如表1.2。表1.2开关磁阻电机调速系统优缺点优点缺点结构简单坚固，耐震动，耐冲击负载，适用于各种恶劣、高温环境开关磁阻电机的转矩脉动问题无法避免，将导致噪声过大以及谐振问题启动转矩大，启动电流低，适合于重载频繁启动开关磁阻电机无法直接接入电网运行，需配合控制器才能稳定工作，系统相对比较复杂，安装调试工作量较大驱动控制电路简单可靠。无直通短路的故障，电机每相独立工作，当某相故障时其他相仍正常运行开关磁阻电机调速系统需要安装转子位置传感器，使得电机结构变得复杂系统效率高，损耗小，在很宽的调速范围内效率高达87%以上磁阻式电机能量转换密度偏低开关磁阻电机调速技术与传统带式输送机驱动方式相比具有无可比拟的技术优势，与带式输送机配合使用能够保证带式输送机宽范围调速、高转矩大重载频繁启动、高可靠性等性能的实现。根据煤炭井下对电机的特殊要求，对开关磁阻电机应用有以下几个方向[13]。（1）矿用刮板运输机。目前矿用刮板运输机目前型功率等级、安装尺寸不统一，存在产品质量，电动机故障等问题。应用SRM的刮板运输机，在提高电机的起动性、过载能力、可靠性、寿命等方面都具有很大的优越性。（2）采煤机电牵引。采煤机电动机长时间工作在井下恶劣的环境中，因此对电机
西安科技大学工程硕士学位论文62带式输送机运行特性2.1带式输送机结构及工作原理带式输送机是煤矿井下重要的电气设备，通常需要它连续可靠、连续、高效地工作，依靠与主动滚筒间的摩擦驱动方式运送物料[15]。该系统中主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成，如图2.1所示。图2.1带式输送机结构图带式输送机是一种以输送带做牵引和承载构件，连续输送物料的机械设备。其结构原理如图2.1所示。输送带绕经传动滚筒和尾部滚筒形成无极环行带，输送带由托滚支承以特定的挠曲垂度(通常选择承重段选择托辊为槽形、空段由平托辊支承)，考虑到皮带在承重过程中的张力带来皮带的长度变化，因此张紧装置对于皮带运输机很重要。驱动工作时，通过控制电机转速（通常配合减速装置）实现对驱动滚筒调速，借助输送带和传动滚筒的摩檫力实现输送带的驱动，实现物料的输送[16-17]。带式输送机主要包含以下几个部分：（1）输送带输送带是输送机的重要的部分之一，承担了物料的输送，还借助驱动滚筒的驱动摩
【参考文献】：
期刊论文
[1]开关磁阻电机的电磁参数设计与研究[J]. 谷雨. 防爆电机. 2019(06)
[2]基于模糊自适应PID的开关磁阻电机滞环-脉宽调制直接瞬时转矩控制[J]. 程勇,曹晓晓. 电机与控制应用. 2019(01)
[3]基于模糊分数阶PID的开关磁阻电机直接瞬时转矩控制[J]. 党选举,彭慧敏,姜辉,伍锡如. 振动与冲击. 2018(23)
[4]基于有限元法的开关磁阻电机建模及验证[J]. 孔彦召,张向龙. 黑龙江电力. 2018(05)
[5]开关磁阻电机及控制系统仿真与建模[J]. 朱彧姝,王锴,孔镜凯,单宇杰,匡德兴,荆世宏. 电机与控制应用. 2018(10)
[6]开关磁阻电机矩角特性模型非线性拟合方法[J]. 叶威,马齐爽,徐萍,张珀铭. 北京航空航天大学学报. 2019(01)
[7]变频调速带式输送机节能控制技术研究[J]. 乌兰,赵奇,胡建栋. 煤矿机械. 2018(09)
[8]带式输送机输煤系统节能控制的设计[J]. 霍明明,安亚君,朱利. 煤矿机械. 2017(12)
[9]变论域模糊PID控制算法在开关磁阻电机中的应用[J]. 蒋泽浩. 电子设计工程. 2017(13)
[10]开关磁阻电机驱动控制系统设计[J]. 王永艳,刘武发. 机械工程与自动化. 2017(04)
硕士论文
[1]开关磁阻电机改进型直接瞬时转矩控制策略的研究[D]. 曹晓晓.西安科技大学 2019
[2]带式输送机节能调速控制系统关键技术研究[D]. 温凯瑞.中国地质大学(北京) 2018
[3]矿井顺煤流输送系统节能优化控制技术研究[D]. 张雅俊.太原理工大学 2017
[4]基于模糊控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方法研究[D]. 陈建龙.湖南大学 2016
[5]开关磁阻电机调速系统研究与设计[D]. 温浩.浙江大学 2012
[6]带式输送机的软起动技术研究[D]. 邓之鹤.电子科技大学 2008
[7]多机驱动带式输送机控制策略的研究[D]. 王晓丹.河南理工大学 2007
本文编号：3572429
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