港口皮带机传输系统节能技术的研究

【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。 【关键词】：皮带机 电动机 节能 变频启动 仿真
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：U653.92
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 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

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