本文關鍵詞：絞吸式挖泥船電控絞刀工作特性研究

  更多相關文章： 絞吸式挖泥船 電動絞刀系統(tǒng) 開關磁阻電機 工作特性 驅(qū)動控制

【摘要】：采用以電動機為驅(qū)動機構的絞吸式挖泥船電動絞刀系統(tǒng),具有工作效率高、易于控制且精度高、對疏浚環(huán)境造成的污染小從而實現(xiàn)綠色疏浚等優(yōu)點,相對于傳統(tǒng)的液壓馬達驅(qū)動來說,電動機驅(qū)動更能適應時代發(fā)展的需要。本文針對120m3絞吸式挖泥船電動絞刀系統(tǒng),圍繞提高絞刀工作效率、優(yōu)化系統(tǒng)控制,從系統(tǒng)參數(shù)匹配設計入手,重點對電動絞刀系統(tǒng)進行了仿真模型建立、靜動態(tài)特性分析、控制系統(tǒng)設計等幾個方面進行了研究。絞吸式挖泥船電動絞刀系統(tǒng)的關鍵元件為開關磁阻電動機,利用Amesim和Matlab的聯(lián)合仿真功能,完成整個電動絞刀系統(tǒng)的工作特性研究。通過仿真曲線可知:基于SRD的電動絞刀系統(tǒng)具有一定的自我調(diào)節(jié)能力,并且隨著負載工況的變化絞刀轉(zhuǎn)速始終保持在10~40r/min的合理轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),滿足系統(tǒng)的設計要求;系統(tǒng)仿真優(yōu)化時采取隨機工況的參數(shù)設置思想,不僅驗證了系統(tǒng)的通用性,而且采取隨機負載也能更好的表征實際工況情況,使仿真結(jié)果更具有真實性;絞刀扭矩和轉(zhuǎn)速的變化情況與外界工況緊密相關,結(jié)合FFT變換可以看出系統(tǒng)的振動、噪聲等環(huán)境因素也會對絞刀的工作特性產(chǎn)生一定的影響。論文通過對挖泥船主要工作系統(tǒng)液壓原理圖分析的基礎上,設計了控制系統(tǒng)勵磁特性表,并針對絞刀系統(tǒng)的作業(yè)方法繪制了絞刀作業(yè)工序圖。最后選用三菱PLC設計了電動絞刀系統(tǒng)的控制算法、控制器的I/O分配表以及輸入輸出設備接線圖,并根據(jù)SFC狀態(tài)圖完成了電動絞刀控制系統(tǒng)的梯形圖程序設計。本文的研究成果對于電動絞刀系統(tǒng)的設計和研發(fā)提供了一定的工程參考價值。
【關鍵詞】：絞吸式挖泥船 電動絞刀系統(tǒng) 開關磁阻電機 工作特性 驅(qū)動控制
【學位授予單位】：山東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U674.31
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題的研究背景及意義9-10
• 1.1.1 課題的研究背景9
• 1.1.2 課題意義9-10
• 1.2 挖泥船的國內(nèi)外發(fā)展水平及研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 挖泥船的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 挖泥船絞刀系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.3 開關磁阻電機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀18
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容18-20
• 第二章 絞吸式挖泥船系統(tǒng)概述及岸電驅(qū)動技術20-30
• 2.1 絞吸式挖泥船系統(tǒng)概述20-27
• 2.1.1 絞吸式挖泥船簡介20
• 2.1.2 絞吸式挖泥船結(jié)構組成及各部分工作原理20-23
• 2.1.3 絞刀系統(tǒng)驅(qū)動形式及現(xiàn)狀23-27
• 2.2 岸電驅(qū)動技術27-29
• 2.2.1 岸電驅(qū)動技術的必要性27
• 2.2.2 岸電驅(qū)動的挖泥船結(jié)構系統(tǒng)27-29
• 2.2.3 岸電傳輸系統(tǒng)供電系統(tǒng)設計29
• 2.2.4 岸電配電系統(tǒng)控制系統(tǒng)設計29
• 2.3 本章小節(jié)29-30
• 第三章 電動絞刀系統(tǒng)匹配設計30-50
• 3.1 絞刀機具設計30-37
• 3.1.1 絞刀的基本參數(shù)計算30-34
• 3.1.2 絞刀尺寸型號選擇34-37
• 3.2 泥泵參數(shù)匹配、選型設計37-41
• 3.2.1 臨界流速和實用流速的確定37-39
• 3.2.2 泥泵清水流量Q0計算39
• 3.2.3 泥泵揚程計算39
• 3.2.4 泥泵性能參數(shù)計算39-41
• 3.3 電動絞刀系統(tǒng)主要部件型號選擇41-48
• 3.3.1 電機功率及型號的選定41-42
• 3.3.2 聯(lián)軸器42-46
• 3.3.3 變速箱46-47
• 3.3.4 法蘭構件47
• 3.3.5 絞刀傳動軸組件47-48
• 3.4 絞刀傳動系統(tǒng)總圖48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 電動絞刀系統(tǒng)仿真模型建立及工作特性分析50-72
• 4.1 基于水飽和沙的絞刀切削理論及特性分析50-57
• 4.1.1 絞刀二維切削過程及受力分析50-53
• 4.1.2 絞刀三維切削過程及受力分析53-54
• 4.1.3 絞吸式挖泥船絞刀切削受力及影響因素分析54-57
• 4.2 開關磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)模型57-62
• 4.2.1 開關磁阻電機數(shù)學模型57-58
• 4.2.2 開關磁阻電機控制系統(tǒng)功能模塊介紹58-60
• 4.2.3 基于APC和CCC復合控制的SRM模型建立及特性分析60-62
• 4.3 基于Amesim的電動絞刀系統(tǒng)機械部分建模62-64
• 4.4 基于Simulink和Amesim聯(lián)合仿真的電動絞刀系統(tǒng)模型搭建及特性分析64-70
• 4.4.1 電動絞刀系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型搭建64-66
• 4.4.2 電動絞刀系統(tǒng)仿真及特性分析66-70
• 4.5 本章小結(jié)70-72
• 第五章 絞吸式挖泥船電動絞刀控制系統(tǒng)設計72-90
• 5.1 控制系統(tǒng)概述72-75
• 5.1.1 開關磁阻電機驅(qū)動的絞刀系統(tǒng)72-74
• 5.1.2 電機驅(qū)動的泥泵系統(tǒng)74
• 5.1.3 液壓工作絞車、樁定位機構、舷錨絞車系統(tǒng)74-75
• 5.2 挖泥船主要系統(tǒng)勵磁特性表設計75-81
• 5.2.1 橫移絞車系統(tǒng)75-77
• 5.2.2 絞刀橋架系統(tǒng)77-79
• 5.2.3 定位樁絞車系統(tǒng)79-81
• 5.2.4 舷錨絞車系統(tǒng)81
• 5.3 基于PLC的電動絞刀控制系統(tǒng)設計81-89
• 5.3.1 PLC先進控制策略81-82
• 5.3.2 控制對象及控制要求82-85
• 5.3.3 PLC選型及I/O分配85-86
• 5.3.4 PLC外部輸入輸出設備接線圖86-87
• 5.3.5 挖泥船控制系統(tǒng)PLC流程圖87-88
• 5.3.6 基于PLC的控制系統(tǒng)SFC程序88-89
• 5.4 本章小結(jié)89-90
• 第六章 結(jié)論與展望90-92
• 6.1 結(jié)論90
• 6.2 創(chuàng)新點90-91
• 6.3 展望91-92
• 參考文獻92-96
• 附錄96-99
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況99-100
• 致謝100

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