刮板輸送機是以鏈條作為牽引機構的連續(xù)動作式運輸設備,其性能的好壞直接影響,煤礦的生產效率和開采成本,傳統(tǒng)的刮板輸送機驅動系統(tǒng)主要是異步電動機配合減速機一起使用的方式,分析其問題。本文提出永磁電機半直驅驅動裝置,以永磁電機作為驅動源,將永磁電機和減速器設計為一體。旨在改善刮板輸送機的驅動方式。整個系統(tǒng)的動力學行為關系著其穩(wěn)定性與可靠性,通過整個系統(tǒng)的動力學進行建模仿真,對整個系統(tǒng)進行機電耦合,研究永磁電機半直驅刮板輸送機的動態(tài)特性,能夠為齒輪傳動系統(tǒng)優(yōu)化、永磁同步電機設計和控制策略提供基礎、預測刮板輸7送機的運輸狀況。主要開展以下研究工作:設計了永磁電機半直驅刮板輸送機系統(tǒng)。主要包括刮板輸送機、減速器和永磁同步電機及變頻控制器的選型。永磁電機半直驅將永磁電機與減速器設計成一體,可以實現(xiàn)大扭矩,低轉速、適應煤礦惡劣工作環(huán)境,可以根據刮板輸送機的負載進行精確控制,減小功率不平衡的現(xiàn)象,實現(xiàn)實時控制。從根本上改變了刮板輸送機的驅動系統(tǒng)。采用質量集中參數(shù)法建立齒輪傳動系統(tǒng)動力學微分方程,利用借助MATLAB工具求解齒輪傳動系統(tǒng)的動態(tài)響應,得到齒輪在突變載荷和階躍載荷下,齒輪的振動第一級較大,第二級較小。齒輪副之間的彈性變形量第二級大于第一級。齒輪的動態(tài)嚙合力第二級最大,第一級最小。齒輪傳動系統(tǒng)的扭轉位移、彈性變形量和動態(tài)嚙合力與外載荷變化規(guī)律相似。不同載荷下齒輪的扭轉位移、彈性變形量和動態(tài)嚙合力,為減小齒輪動態(tài)激勵的傳遞,降低系統(tǒng)各構件的振動,提高齒輪使用壽命,降低振動和噪音提供依據。建立永磁電機半直驅刮板輸送機的Simulink仿真模型,進行永磁電機半直驅刮板輸送機的機電耦合動態(tài)特性研究,從工況載荷和故障載荷兩個方面對系統(tǒng)進行仿真研究,對永磁電機的電流、轉速、電磁轉矩,刮板輸送機鏈條的張力、速度、加速度、負載力矩進行了詳盡的分析。結果表明電機啟動、負載增加系統(tǒng)具有較大的波動,但永磁電機可以對負載激勵響應較快,具有良好的動態(tài)特性。搭建永磁電機半直驅實驗平臺,采用負載模擬技術利用等效縮放原則。對仿真參數(shù)進行等效縮放,利用磁粉測功機作為負載的加載裝置,對永磁電機半直驅系統(tǒng)的負載特性進行實驗研究,驗證了建立的永磁電機半直驅系統(tǒng)的數(shù)學模型和仿真模型合理性及正確性。
【學位單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TD528.3
【部分圖文】：

個系統(tǒng)的效率只有0.5~0.7，個別的會更低[6-7]。如圖1-1所示，異步電機在負載率低于0.7時，其效率和功率因數(shù)下降的就十分明顯[8-9]。另外，減速器使得整個機械裝備系統(tǒng)占用空間大、質量大，同時還會帶來嚴重的振動和噪聲、潤滑油的滲漏污染、日常維護工作量大等弊端[10]。圖 1-1 異步電機效率和功率因數(shù)與負載率的關系曲線Figure 1-1 Asynchronous motor efficiency and power factor to load rate curve

的 winwind 首先提出，并采取了相成半直驅驅動系統(tǒng)，應用于風力發(fā)泛應用于電主軸、風力發(fā)電、工業(yè)磁材料性能的不斷提高和完善、成展，使得稀土永磁同步電機的開發(fā)稀土永磁體代替異步電機中的轉子和轉子發(fā)熱，而且使永磁電機尺寸永磁同步電機可以在低速條件下實下優(yōu)勢：與同功率的異步電動機相比，沒有~13%，功率因數(shù)提高了 5%~20%[16高的效率和功率因數(shù)，尤其在輕載。如下圖 1-2 所示[18]，在負載率低速變化的范圍不大。

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