本文關(guān)鍵詞：下運(yùn)帶式輸送機(jī)能量回饋與安全制動技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 下運(yùn)帶式輸送機(jī) 能量回饋 安全制動 四象限變頻器

【摘要】：帶式輸送機(jī)是煤礦生產(chǎn)過程中重要的運(yùn)輸設(shè)備,由于其有著較強(qiáng)的輸送能力及能連續(xù)運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)被廣泛使用。隨著煤炭的深入開采和采礦技術(shù)的不斷更新,高速、長距離、大傾角的下運(yùn)帶式輸送機(jī)的應(yīng)用也越來越多。下運(yùn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況特殊,當(dāng)物料下滑力大于運(yùn)行阻力時(shí),驅(qū)動電機(jī)常處于發(fā)電工作狀態(tài),并且其制動能量較大,若制動不當(dāng),非常容易引起安全事故,這對下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。長久以來,下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動系統(tǒng)都是煤炭行業(yè)專家學(xué)者的研究重點(diǎn),如何處理制動過程中的能量是需要研究的最根本問題。傳統(tǒng)的制動方式都是將制動能量轉(zhuǎn)化為制動系統(tǒng)的溫升等形式消耗掉,容易引起溫升過高和制動元件損耗等問題,并且白白浪費(fèi)大量的能量,因此,研究一種可以實(shí)現(xiàn)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的安全制動并能有效回收制動能量的制動系統(tǒng)意義重大。本文以理論研究、仿真分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方式,以四象限變頻器的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的回饋制動為目的,結(jié)合對液壓軟制動系統(tǒng)的應(yīng)用研究,實(shí)現(xiàn)下運(yùn)帶式輸送機(jī)在安全運(yùn)行的前提下盡可能多的回收制動能量,旨在提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益,為下運(yùn)帶式輸送機(jī)的制動系統(tǒng)研究提供一定的理論依據(jù)。在詳細(xì)分析了四象限變頻回饋系統(tǒng)的工作原理和控制方式的基礎(chǔ)上,基于變頻回饋時(shí)的能量轉(zhuǎn)換原理,得到了回饋過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系;建立了回饋系統(tǒng)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用前饋解耦和電流電壓雙閉環(huán)的控制策略來實(shí)現(xiàn)回饋過程中再生電能以單位功率因數(shù)回饋電網(wǎng)的目的,并在Simulink中搭建了能量回饋系統(tǒng)的仿真模型,對回饋控制的效果進(jìn)行了仿真分析,證明了控制策略的正確性。為解決回饋制動系統(tǒng)在斷電時(shí)無法實(shí)現(xiàn)安全制動的問題,本文通過綜合分析下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特性和現(xiàn)有制動裝置特點(diǎn),對不同工況下的制動策略進(jìn)行了研究,提出了“回饋制動+液壓軟制動”的聯(lián)合制動方式,在重載制動工況下盡可能多的回收制動能量,同時(shí)降低電氣設(shè)備的損耗、提高效率。并提出了應(yīng)用液壓軟制動來解決突然斷電時(shí)的安全停車問題。隨后,在Simulink和AMESim中對下運(yùn)帶式輸送機(jī)兩種工況下的制動分別進(jìn)行了仿真分析,揭示了回饋系統(tǒng)的制動控制規(guī)律。通過以上研究并結(jié)合實(shí)際工況,本文還組建了下運(yùn)帶式輸送機(jī)模擬試驗(yàn)臺,設(shè)計(jì)了回饋制動系統(tǒng)分別在空載和重載下的試驗(yàn),對這兩種負(fù)載狀態(tài)下的運(yùn)行規(guī)律進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并對回饋過程中的電流電壓進(jìn)行了檢測。試驗(yàn)結(jié)果表明:變頻系統(tǒng)對下運(yùn)帶式輸送機(jī)的軟起動控制效果較好,并且在運(yùn)行過程中有著較好的調(diào)速性能;變頻回饋技術(shù)在下運(yùn)帶式輸送機(jī)的應(yīng)用可以很好地解決制動過程的能量回饋問題,回饋時(shí)的功率因素高、諧波污染小,還證明了“回饋制動+軟制動”的必要性;液壓軟制動系統(tǒng)的應(yīng)用也很好地實(shí)現(xiàn)了下運(yùn)帶式輸送機(jī)的安全制動問題。
【關(guān)鍵詞】：下運(yùn)帶式輸送機(jī) 能量回饋 安全制動 四象限變頻器
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH222
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-19
• 1.1 課題研究的背景與意義12-14
• 1.2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 現(xiàn)有研究存在的問題15-16
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容16-17
• 1.5 技術(shù)路線17
• 1.6 本章小結(jié)17-19
• 第二章 下運(yùn)帶式輸送機(jī)變頻控制理論研究19-27
• 2.1 四象限變頻技術(shù)的研究19-24
• 2.1.1 四象限變頻器的工作原理20-22
• 2.1.2 四象限變頻器的調(diào)速控制方式22-24
• 2.2 回饋制動的實(shí)現(xiàn)條件和制動能量轉(zhuǎn)化的計(jì)算24-26
• 2.2.1 變頻回饋的條件24
• 2.2.2 回饋制動時(shí)能量轉(zhuǎn)化的計(jì)算24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 制動能量回饋控制的實(shí)現(xiàn)及其仿真27-43
• 3.1 回饋系統(tǒng)工作原理及其數(shù)學(xué)模型27-31
• 3.1.1 回饋系統(tǒng)的工作原理27-28
• 3.1.2 能量回饋單元的數(shù)學(xué)模型28-31
• 3.2 回饋系統(tǒng)的控制研究31-33
• 3.3 SVPWM調(diào)制算法在回饋系統(tǒng)的應(yīng)用33-36
• 3.4 能量回饋系統(tǒng)的Simulink仿真36-42
• 3.4.1 仿真說明36-37
• 3.4.2 系統(tǒng)建模與仿真分析37-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第四章 下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特性與安全制動研究43-61
• 4.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)運(yùn)行工況分析43-46
• 4.1.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)起動階段44
• 4.1.2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行階段44-45
• 4.1.3 下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動停車階段45-46
• 4.2 下運(yùn)帶式輸送機(jī)制動系統(tǒng)的分析46-50
• 4.2.1 機(jī)械式制動裝置46-47
• 4.2.2 液壓式制動裝置47-48
• 4.2.3 液力制動系統(tǒng)48-49
• 4.2.4 電氣制動系統(tǒng)49-50
• 4.3 液壓輔助制動系統(tǒng)的研究50-52
• 4.3.1 液壓軟制動系統(tǒng)的工作原理50-51
• 4.3.2 液壓軟制動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型51-52
• 4.4 各制動工況下的制動策略研究52-54
• 4.4.1 超速保護(hù)的制動策略52-53
• 4.4.2 正常停車制動的制動策略53
• 4.4.3 緊急停車或斷電工況的制動策略53-54
• 4.5 下運(yùn)帶式輸送機(jī)各制動工況的仿真分析54-59
• 4.5.1 超速制動的仿真分析55-56
• 4.5.2 正常停車制動的仿真分析56-59
• 4.6 本章小結(jié)59-61
• 第五章 下運(yùn)帶式輸送機(jī)能量回饋制動系統(tǒng)的試驗(yàn)研究61-79
• 5.1 下運(yùn)帶式輸送機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)建立61-62
• 5.2 試驗(yàn)系統(tǒng)的組成及其主要參數(shù)62-64
• 5.2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)的組成62-64
• 5.2.2 試驗(yàn)系統(tǒng)的基本參數(shù)64
• 5.3 試驗(yàn)內(nèi)容64-65
• 5.4 檢測元件的選用65-69
• 5.5 模擬試驗(yàn)結(jié)果及分析69-77
• 5.5.1 空載運(yùn)行變頻制動試驗(yàn)69-72
• 5.5.2 重載運(yùn)行變頻制動試驗(yàn)72-74
• 5.5.3 重載運(yùn)行時(shí)的電流電壓檢測試驗(yàn)74-76
• 5.5.4 斷電工況的制動試驗(yàn)76-77
• 5.6 工業(yè)試驗(yàn)研究77-78
• 5.7 本章小結(jié)78-79
• 第六章 結(jié)論與展望79-81
• 6.1 本文的研究結(jié)論79-80
• 6.2 研究展望80-81
• 參考文獻(xiàn)81-85
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文85-87
• 致謝87

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本文編號：903717