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港口皮带机传输系统节能技术的研究

作　者: 李丹丹
导　师: 周新民
学　校: 武汉理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 皮带机电动机节能变频启动仿真
分类号: U653.92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

针对港口皮带机传输系统出现的“大马拉小车”现象,国内外对皮带机的节能改造进行了研究并已取得了一些成果,本文首先对这些技术进行了介绍和分析,包括皮带机流量自动控制技术、异步电动机Y—△接法变换节能、皮带机降电压技术和减电机运行节能技术。这些技术为本文讨论的项目节能研究提供了很好的参考价值。其中减电机运行节能技术实施方便、成本低、周期短,系统运行稳定可靠,尤其适用于港口散货的输送系统及相关场所,具有显著的节能效果和广泛的推广应用价值。本文针对这一节能技术开展研究工作。论文首先介绍了港口皮带机的数据采集系统,并对系统在空载、重载条件下三台电机运行和停运一台电机、两台电机运行的实验数据进行了分析。从理论上分析了“2台电机持续运行,1台电机辅助运行”的减电机节能运行的节能效果。然后论文从理论上对减电机运行方案中切换电机再投入运行的瞬态过程进行了详细的分析,得出了切换电机重投入过程存在很大力矩冲击和电流冲击的结论。针对这一问题,论文分析了采用传统的添加超越离合器控制方式的方案,提出了变频启动控制方式的解决方案,并对两种控制方式的原理进行了详细的分析,从理论上论证了变频启动控制的可行性。通过对两种方案在效果上和成本上的比较,得出皮带机减电机节能运行方案需要采用变频启动控制方式的结论。论文最后利用计算功能强大的MATLAB仿真软件对皮带机驱动系统进行建模,重点对节能技术中切换电机再投入运行的过渡过程进行了仿真。论文对系统直接启动运行、带超越离合器的直接分时启动运行和变频启动控制方式下的系统模型进行了仿真实验,研究了切换电机再投入运行时的动态特性和静态特性,仿真结果表明与传统的采用超越离合器方式相比,变频启动控制方式在减小力矩冲击和电流冲击方面有着良好的表现,证明了变频启动控制系统的有效性和可行性,这一结论对皮带机传输系统的设计及系统改造有着重要的理论指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-20
  1.1 电机节能技术及皮带机的国内外发展现状  9-17
    1.1.1 电机节能技术的国内外发展现状  9-14
    1.1.2 皮带机的国内外发展现状  14-17
  1.2 本课题研究背景  17-18
  1.3 论文的研究内容及意义  18-20
    1.3.1 课题的提出及研究意义  18-19
    1.3.2 主要研究内容  19-20
第2章港口皮带机传输系统的节能探讨  20-27
  2.1 港口皮带机系统效率低的主要原因  21
  2.2 港口皮带机节能增效的技术与方法  21-27
    2.2.1 皮带机流量自动控制技术  21-22
    2.2.2 异步电动机Y-Δ接法变换节能  22-24
    2.2.3 皮带机降电压技术  24
    2.2.4 减电机运行节能技术  24-27
第3章港口皮带机传输系统节能技术的应用研究  27-32
  3.1 港口皮带机数据采集系统  27-28
  3.2 电动机运行情况分析  28-31
    3.2.1 异步电动机的特性曲线  28-29
    3.2.2 驱动电动机运行情况分析与试验  29-31
  3.3 改造方案的提出  31
  3.4 本章小结  31-32
第4章皮带机节能技术中切换电机的启动性能研究  32-42
  4.1 切换电机再投入运行时的启动性能  32-34
    4.1.1 理论分析  32-34
    4.1.2 冲击现象对系统的影响  34
  4.2 传统控制方法  34-35
    4.2.1 超越离合器的原理  34-35
    4.2.2 采用超越离合器实现切换电机再投入运行  35
  4.3 变频启动控制方法  35-41
    4.3.1 普通电机的变频调速原理  35-36
    4.3.2 切换电机变频启动原理  36-41
  4.4 两种方案的比较  41
  4.5 本章小结  41-42
第5章港口皮带机传输系统的仿真研究  42-58
  5.1 仿真工具MATLAB简介  42-43
  5.2 皮带机驱动系统的方程  43-44
    5.2.1 皮带机驱动系统运动方程  43-44
  5.3 皮带机驱动系统的建模仿真  44-57
    5.3.1 三台电机直接启动时的系统仿真研究  44-48
    5.3.2 加入超越离合器后的系统仿真研究  48-50
    5.3.3 变频启动控制的系统仿真研究  50-57
  5.4 本章小结  57-58
第6章总结与展望  58-60
  6.1 总结  58-59
  6.2 展望  59-60
致谢  60-61
参考文献  61-64
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  64-65
附录  65

港口皮带机传输系统节能技术的研究

内容摘要

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