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题名大型矿用电铲永磁外转子提升系统动力学特性研究
被引量：1
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作者
王余良
吴娟
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机构
太原理工大学机械与运载工程学院
山西省矿山流体控制工程实验室
矿山流体控制国家地方联合工程实验室
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出处
《机电工程》
CAS
北大核心
2024年第10期1824-1832,共9页
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基金
山西省基础研究计划面上项目(20210302124060)。
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文摘
针对传统电铲提升系统存在传动效率低、能量损耗高、维护工作量大等问题,基于永磁外转子滚筒直接驱动提升装置,提出了一种电铲提升设计方案,并对永磁外转子提升系统的动力学特性进行了研究。首先,分析了电铲挖掘轨迹,建立了以时间为历程的挖掘轨迹函数表达式,确定了齿尖载荷、挖掘体积的计算方法,从而对挖掘过程中铲斗的受力进行了分析;然后,利用SolidWorks建立了电铲三维模型,将其导入SimulationX的CAD模块,建立了电铲多体动力学模型,并加载了外部载荷曲线以模拟铲斗挖掘过程中的受力情况;之后,将电铲多体动力学模型封装成MATLAB子系统,连接到Simulink的永磁外转子滚筒控制模块,采用了比例积分(PI)调节器和永磁同步电机(PMSM)矢量控制方法提高了滚筒的动态性能和抗扰动能力;最后,利用Simulink中的联合仿真模型对电铲挖掘过程进行了仿真分析,得到了提升力、推压力和电机功率等变化曲线。研究结果表明:与传统提升系统相比,永磁外转子滚筒提升系统节能降耗约27%,而电铲挖掘过程整体节能约18%,并在1∶30模拟样机试验台对提升推压力进行了对比验证。永磁外转子滚筒提升方案大大降低了挖掘能耗,为电铲绿色装备转型提供了参考。
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关键词
矿用电铲提升设计
动力学建模
永磁提升系统
联合仿真
SimulationX
比例积分调节器
永磁同步电机矢量控制方法
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Keywords
lifting design of mining electric shovel
dynamic modeling
permanent magnet lifting system
co-simulation
SimulationX
proportion integral(PI)regulator
permanent magnet synchronous motor(PMSM)vector control method
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分类号
TH113
[机械工程—机械设计及理论]
TD422
[矿业工程—矿山机电]
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