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变频调速液压屑饼机数控效率研究

作　者: 陈金琨
导　师: 杨思一；赵婷婷
学　校: 山东理工大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 液压机变频调速效率能耗研究仿真分析速度补偿
分类号: TG315.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
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内容摘要

本文主要研究内容是变频调速液压屑饼机的数控效率问题。屑饼机作为一种液压机,其能量利用率不高、整机系统的效率偏低,一直是制约着其发展的重大问题。所以屑饼机数控效率方面的研究对其发展具有理论上的指导意义。本文通过铁屑压制实验和数字功率计检测的方法,获得了不同频率下屑饼机的输出能量和输入能量的变化情况,并在此基础上建立了不同频率下变频调速液压屑饼机数控效率模型。首先,以液压屑饼机为研究对象,对原屑饼机系统各部分做了全面介绍,并对液压传动控制系统提出改进方案。包括液压回路部分、电气控制部分。根据铁屑的压制工艺,对液压屑饼机进行电机变频调速优化以及PLC控制系统的设计工作,使其成为可自动运行变频调速液压屑饼机。其次,对优化后的变频调速液压屑饼机的能耗和效率进行研究,并通过实验和计算获得屑饼机在不同频率下的能耗和效率情况。再次,建立变频调速液压屑饼机系统的数学模型。并推导出变频调速液压屑饼机开环传递函数,通过MATLAB软件对其进行仿真研究。最后,分析了变频调速液压屑饼机的调速回路。通过建立调速回路的数学模型,获得了液压缸缸速降落和补偿公式。并提出了系统的速度闭环反馈控制方案。通过上述实验结果得到,变频调速液压屑饼机在频率30Hz低速下节能率达到38%。对优化后设备的仿真研究表明变频调速液压屑饼机是一个稳定、响应快速的系统。同时由补偿公式发现液压缸速的降落主要是系统的泄漏和负载变化引起的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-17
  1.1 液压机概述  8-9
  1.2 电机调速技术发展概述  9-11
    1.2.1 电机变频调速基本原理及特点  9-10
    1.2.2 变频器的介绍  10-11
  1.3 变频液压技术发展  11-14
    1.3.1 变频液压技术原理及特点  12
    1.3.2 变频液压技术的国内外研究现状  12-14
  1.4 本课题研究概况  14-16
  1.5 本章小结  16-17
第二章液压屑饼机调速系统优化  17-23
  2.1 液压屑饼机介绍  17-19
    2.1.1 液压屑饼机主机结构  17
    2.1.2 液压屑饼机液压系统  17-18
    2.1.3 原液压屑饼机液压系统特点  18-19
  2.2 液压屑饼机调速系统优化  19-22
    2.2.1 变频液压屑饼机原理  19-20
    2.2.2 屑饼机液压系统的优化  20-21
    2.2.3 电气控制优化  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第三章液压机控制系统设计  23-30
  3.1 系统部件的选择  23-26
    3.1.1 异步电机的选择  23
    3.1.2 变频器的选择  23-24
    3.1.3 PLC的选择  24-26
  3.2 PLC电气控制系统  26-29
  3.3 本章小结  29-30
第四章变频调速液压屑饼机效率分析  30-37
  4.1 屑饼机有效能量  30-31
  4.2 屑饼机效率分析  31-32
  4.3 变频调速液压屑饼机实验  32-36
    4.3.1 实验方案  32
    4.3.2 实验结果及分析  32-36
  4.4 本章小结  36-37
第五章变频调速液压屑饼机仿真研究  37-50
  5.1 变频调速液压屑饼机数学模型  37-41
    5.1.1 变频器环节数学模型  37-38
    5.1.2 电机环节数学模型  38-39
    5.1.3 液压回路数学模型  39-40
    5.1.4 小结  40-41
  5.2 变频液压系统的传递函数推导  41-42
  5.3 MATLAB仿真分析  42-48
    5.3.1 MATLAB软件介绍  43
    5.3.2 变频液压系统调速动态特性仿真  43-45
    5.3.3 泄漏系数对系统动态特性的影响  45-46
    5.3.4 负载变化对系统动态特性的影响  46-47
    5.3.5 油液体积弹性模量对系统动态特性的影响  47-48
  5.4 本章小结  48-50
第六章变频调速液压屑饼机性能改进  50-57
  6.1 变频屑饼机调速回路  50-51
  6.2 液压缸速度补偿方案  51-53
  6.3 系统闭环控制讨论  53-55
  6.4 本章小结  55-57
第七章结论  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
在学期间取得的研究成果  62-63
附录  63-64

变频调速液压屑饼机数控效率研究

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