本文主要研究内容
作者盛连超（2019）在《采煤机永磁半直驱截割传动系统动力学特性及扭振分析研究》一文中研究指出：根据我国能源资源状况,煤炭作为主体能源在很长一段时间内不会改变,采掘机械化是煤炭工业增加产量、提高生产率、改善作业环境、保障安全生产的必要技术手段。随着对煤炭资源开采效率和综合利用率要求的不断提升,工业节能减排呼吁力度的不断增大,对滚筒式采煤机在功率、效率、可靠性、故障率等性能方面提出了更高的要求,需要进一步探索包括驱动部件,传动机构,控制系统等在内的滚筒采煤机高效控制系统、高可靠性少传动链式结构设计以及复杂机电系统集成等问题。结合永磁材料及电力电子技术的的发展,大功率永磁电机及其调速系统是机械驱动与传动的发展方向,对大功率永磁电机驱动形式的滚筒采煤机进行研究,以解决采煤机故障率最高的截割部可靠传动问题。永磁同步电机具有低速大扭矩的特点,所以中间减速传动机构具有更小的传动比,恶劣工况下末端负载无论是对减速传动机构还是永磁同步电机具有更大的冲击载荷,需要对齿轮减速系统的动力学进行深入研究。复杂机电系统内部存在的多能域、多参量耦合是系统在强冲击、大波动负载变化过程中表现出来的基本特征,系统在非平稳过程中的机电耦合振动,会造成设备处于不良状态,影响系统的稳态、动态性能,严重情况下易引起系统重大故障。因此,深入研究永磁电机驱动形式下的采煤机截割传动系统动态性能及稳定性,是实现采煤机高效低耗,高可靠性安全截割工作的关键课题。本文在国家自然科学基金项目的资助下,结合永磁电机驱动形式下采煤机截割部在实际工况中的负载特性,采用理论建模、数值仿真分析、实验等方式深入开展永磁电机驱动形式下的采煤机截割传动系统的动力学及扭振特性的研究。研究工作主要包括:(1)阐明采煤机截割部在采煤过程中的工作原理,展示采煤机截割部具体的结构组成,分析了传统采煤机截割部故障分布及概率。探讨了永磁电机直接驱动采煤机截割滚筒采煤作业时,电机过大与采煤机摇臂结构不匹配以及末端载荷在直接驱动模式下对永磁电机的直接冲击过大,影响永磁同步电机的安全使用问题。提出了一种“永磁同步电机+三级直齿轮减速+截割滚筒”组成的采煤机永磁半直驱截割传动系统。并建立了采煤机永磁截割电机的转矩模型及考虑扭转角的稳态电磁转矩模型,分析了采煤机末端滚筒截割机理,构建了截割滚筒负载模型,通过数值仿真研究了截割滚筒负载特性。(2)结合采煤机永磁半直驱截割传动系统的工作环境,考虑到采煤机永磁半直驱截割传动系统属于大功率的机电设备,针对采煤机末端截割滚筒负载特性模拟问题,依据相似原理与量纲分析方法,基于磁粉式测功机搭建了小比例负载模拟实验平台,确定了实际系统和小比例负载模拟平台的参数等效缩放原则,完成了采煤机半直驱截割传动系统小比例实验台的性能测试,奠定了采煤机永磁半直驱齿轮传动系统动态特性及扭振特性研究的基础。(3)针对采煤机半直驱截割传动系统长时间在煤矿恶劣工况下运行,在强冲击、大波动载荷作用下,齿轮传动系统受到复杂冲击力,易出现剧烈振动的问题,考虑轮齿特性及轴承径向间隙耦合作用,建立采煤机永磁半直驱齿轮系统的弯扭耦合多自由度非线性动力学模型,并基于小比例负载模拟平台,通过实验验证了模型的准确性。根据所建立的模型,分析了齿轮激励频率、啮合刚度比、轴承间隙对系统非线性动力学特性的影响。对系统产生的混沌区间,提出了比例积分混沌控制方法,缩短甚至消除混沌发生参数区间,使系统能够在更大的参数域内进行稳定的运动。(4)考虑电磁激励及末端负载扰动作用下的机电耦合共振现象,基于电机理论及Maxwell方程建立采煤机永磁半直驱截割传动系统电机转子轴系机电耦合扭转动力学模型,采用多尺度法求解该机电耦合模型在主参数共振情况下的近似解,利用数值方法确定了电机-转子系统扭振的稳态解及其稳定性。研究在不同电磁刚度下系统发生的Hopf分岔和混沌运动。针对采煤机永磁半直驱截割传动系统驱动电机摩擦阻尼受温度及恶劣工作条件影响变化后引起的系统失稳振荡,以及采煤机永磁半直驱截割传动系统的复杂机电耦合特点,建立采煤机永磁半直驱截割传动系统的非线性扭转动力学方程,对系统Hopf分岔行为定性和定量分析。此外选取q轴电压为控制量,设计了非线性速度反馈控制器,可以有效抑制采煤机半直驱传动系统轴系扭转振动。
Abstract
gen ju wo guo neng yuan zi yuan zhuang kuang ,mei tan zuo wei zhu ti neng yuan zai hen chang yi duan shi jian nei bu hui gai bian ,cai jue ji xie hua shi mei tan gong ye zeng jia chan liang 、di gao sheng chan lv 、gai shan zuo ye huan jing 、bao zhang an quan sheng chan de bi yao ji shu shou duan 。sui zhao dui mei tan zi yuan kai cai xiao lv he zeng ge li yong lv yao qiu de bu duan di sheng ,gong ye jie neng jian pai hu xu li du de bu duan zeng da ,dui gun tong shi cai mei ji zai gong lv 、xiao lv 、ke kao xing 、gu zhang lv deng xing neng fang mian di chu le geng gao de yao qiu ,xu yao jin yi bu tan suo bao gua qu dong bu jian ,chuan dong ji gou ,kong zhi ji tong deng zai nei de gun tong cai mei ji gao xiao kong zhi ji tong 、gao ke kao xing shao chuan dong lian shi jie gou she ji yi ji fu za ji dian ji tong ji cheng deng wen ti 。jie ge yong ci cai liao ji dian li dian zi ji shu de de fa zhan ,da gong lv yong ci dian ji ji ji diao su ji tong shi ji xie qu dong yu chuan dong de fa zhan fang xiang ,dui da gong lv yong ci dian ji qu dong xing shi de gun tong cai mei ji jin hang yan jiu ,yi jie jue cai mei ji gu zhang lv zui gao de jie ge bu ke kao chuan dong wen ti 。yong ci tong bu dian ji ju you di su da niu ju de te dian ,suo yi zhong jian jian su chuan dong ji gou ju you geng xiao de chuan dong bi ,e lie gong kuang xia mo duan fu zai mo lun shi dui jian su chuan dong ji gou hai shi yong ci tong bu dian ji ju you geng da de chong ji zai he ,xu yao dui chi lun jian su ji tong de dong li xue jin hang shen ru yan jiu 。fu za ji dian ji tong nei bu cun zai de duo neng yu 、duo can liang ou ge shi ji tong zai jiang chong ji 、da bo dong fu zai bian hua guo cheng zhong biao xian chu lai de ji ben te zheng ,ji tong zai fei ping wen guo cheng zhong de ji dian ou ge zhen dong ,hui zao cheng she bei chu yu bu liang zhuang tai ,ying xiang ji tong de wen tai 、dong tai xing neng ,yan chong qing kuang xia yi yin qi ji tong chong da gu zhang 。yin ci ,shen ru yan jiu yong ci dian ji qu dong xing shi xia de cai mei ji jie ge chuan dong ji tong dong tai xing neng ji wen ding xing ,shi shi xian cai mei ji gao xiao di hao ,gao ke kao xing an quan jie ge gong zuo de guan jian ke ti 。ben wen zai guo jia zi ran ke xue ji jin xiang mu de zi zhu xia ,jie ge yong ci dian ji qu dong xing shi xia cai mei ji jie ge bu zai shi ji gong kuang zhong de fu zai te xing ,cai yong li lun jian mo 、shu zhi fang zhen fen xi 、shi yan deng fang shi shen ru kai zhan yong ci dian ji qu dong xing shi xia de cai mei ji jie ge chuan dong ji tong de dong li xue ji niu zhen te xing de yan jiu 。yan jiu gong zuo zhu yao bao gua :(1)chan ming cai mei ji jie ge bu zai cai mei guo cheng zhong de gong zuo yuan li ,zhan shi cai mei ji jie ge bu ju ti de jie gou zu cheng ,fen xi le chuan tong cai mei ji jie ge bu gu zhang fen bu ji gai lv 。tan tao le yong ci dian ji zhi jie qu dong cai mei ji jie ge gun tong cai mei zuo ye shi ,dian ji guo da yu cai mei ji yao bei jie gou bu pi pei yi ji mo duan zai he zai zhi jie qu dong mo shi xia dui yong ci dian ji de zhi jie chong ji guo da ,ying xiang yong ci tong bu dian ji de an quan shi yong wen ti 。di chu le yi chong “yong ci tong bu dian ji +san ji zhi chi lun jian su +jie ge gun tong ”zu cheng de cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong 。bing jian li le cai mei ji yong ci jie ge dian ji de zhuai ju mo xing ji kao lv niu zhuai jiao de wen tai dian ci zhuai ju mo xing ,fen xi le cai mei ji mo duan gun tong jie ge ji li ,gou jian le jie ge gun tong fu zai mo xing ,tong guo shu zhi fang zhen yan jiu le jie ge gun tong fu zai te xing 。(2)jie ge cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong de gong zuo huan jing ,kao lv dao cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong shu yu da gong lv de ji dian she bei ,zhen dui cai mei ji mo duan jie ge gun tong fu zai te xing mo ni wen ti ,yi ju xiang shi yuan li yu liang gang fen xi fang fa ,ji yu ci fen shi ce gong ji da jian le xiao bi li fu zai mo ni shi yan ping tai ,que ding le shi ji ji tong he xiao bi li fu zai mo ni ping tai de can shu deng xiao su fang yuan ze ,wan cheng le cai mei ji ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong xiao bi li shi yan tai de xing neng ce shi ,dian ding le cai mei ji yong ci ban zhi qu chi lun chuan dong ji tong dong tai te xing ji niu zhen te xing yan jiu de ji chu 。(3)zhen dui cai mei ji ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong chang shi jian zai mei kuang e lie gong kuang xia yun hang ,zai jiang chong ji 、da bo dong zai he zuo yong xia ,chi lun chuan dong ji tong shou dao fu za chong ji li ,yi chu xian ju lie zhen dong de wen ti ,kao lv lun chi te xing ji zhou cheng jing xiang jian xi ou ge zuo yong ,jian li cai mei ji yong ci ban zhi qu chi lun ji tong de wan niu ou ge duo zi you du fei xian xing dong li xue mo xing ,bing ji yu xiao bi li fu zai mo ni ping tai ,tong guo shi yan yan zheng le mo xing de zhun que xing 。gen ju suo jian li de mo xing ,fen xi le chi lun ji li pin lv 、nie ge gang du bi 、zhou cheng jian xi dui ji tong fei xian xing dong li xue te xing de ying xiang 。dui ji tong chan sheng de hun dun ou jian ,di chu le bi li ji fen hun dun kong zhi fang fa ,su duan shen zhi xiao chu hun dun fa sheng can shu ou jian ,shi ji tong neng gou zai geng da de can shu yu nei jin hang wen ding de yun dong 。(4)kao lv dian ci ji li ji mo duan fu zai rao dong zuo yong xia de ji dian ou ge gong zhen xian xiang ,ji yu dian ji li lun ji Maxwellfang cheng jian li cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong dian ji zhuai zi zhou ji ji dian ou ge niu zhuai dong li xue mo xing ,cai yong duo che du fa qiu jie gai ji dian ou ge mo xing zai zhu can shu gong zhen qing kuang xia de jin shi jie ,li yong shu zhi fang fa que ding le dian ji -zhuai zi ji tong niu zhen de wen tai jie ji ji wen ding xing 。yan jiu zai bu tong dian ci gang du xia ji tong fa sheng de Hopffen cha he hun dun yun dong 。zhen dui cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong qu dong dian ji ma ca zu ni shou wen du ji e lie gong zuo tiao jian ying xiang bian hua hou yin qi de ji tong shi wen zhen dang ,yi ji cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong de fu za ji dian ou ge te dian ,jian li cai mei ji yong ci ban zhi qu jie ge chuan dong ji tong de fei xian xing niu zhuai dong li xue fang cheng ,dui ji tong Hopffen cha hang wei ding xing he ding liang fen xi 。ci wai shua qu qzhou dian ya wei kong zhi liang ,she ji le fei xian xing su du fan kui kong zhi qi ,ke yi you xiao yi zhi cai mei ji ban zhi qu chuan dong ji tong zhou ji niu zhuai zhen dong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中国矿业大学的盛连超，发表于刊物中国矿业大学2019-07-18论文，是一篇关于采煤机论文,永磁同步电机论文,负载模拟论文,非线性动力学论文,机电耦合论文,中国矿业大学2019-07-18论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中国矿业大学2019-07-18论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：采煤机论文; 永磁同步电机论文; 负载模拟论文; 非线性动力学论文; 机电耦合论文; 中国矿业大学2019-07-18论文;