重型刮板输送机可控启动装置控制系统研究

摘要

随着煤炭工业和综采技术的高速发展，重型刮板输送机对重载启动、功率平衡、卡链过载保护等功能的需求日渐突出，因此，软启动控制在重型刮板输送机启动过程中的应用尤为重要。目前应用于刮板输送机上的软启动控制方式主要有阀控充液式液力偶合器、双速电机、变频调速启动以及可控启动装置（CST）等。其中，CST尤其适用于刮板输送机的重载启动，是理想的软启动装置。但是，目前国内广泛使用的CST均从国外进口，其核心控制技术也一直被德国DBT公司所垄断，而国内科研机构及相关企业对CST可控启动控制系统的理论研究和设计仍然处于起步发展阶段。
　　本文以DBT公司研发制造的KP-45型CST为研究对象，对其系统组成、功能及控制系统工作原理进行了理论研究，分析了CST在单电机驱动负载、双电机驱动负载及卡链过载保护等不同工作需求下的控制策略。应用AMESim仿真软件搭建了重型刮板输送机整机系统仿真模型，主要包括电动机模型、CST及其电液伺服控制系统模型和刮板输送机负载模型，并确定了仿真模型参数。最后，对CST电液伺服控制系统在单电机驱动和双电机驱动下的特性进行了仿真分析。
　　利用单电机驱动控制系统模型，分析了CST在刮板输送机空载启动、带载启动及卡链保护工况下的控制特性；利用双电机驱动功率平衡控制系统模型，分析了刮板输送机总运行阻力及机头机尾CST启动延时时间对机头机尾电动机输出功率的影响，并通过引入功率PID控制环节，分析了CST功率平衡调节控制特性。
　　结果表明：利用AMESim仿真软件搭建的系统模型，能准确的对CST控制系统在不同工况下的控制特性进行仿真；CST在单电机驱动负载、双电机驱动负载及卡链过载保护等不同工况下的控制策略能满足重型刮板输送机的可控启动。因此，CST具有良好的可控启动特性，可以实现大惯性负载按照给定速度曲线加速启动，同时还具有较高响应速度的卡链保护功能；通过选择合适的功率平衡调节阈值百分数，可以在确保双电机驱动重型刮板输送机平稳运行的情况下，实现机头机尾电动机输出功率平衡的调节。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题研究内容

第二章 可控启动装置系统分析

2.1可控启动装置组成及工作原理

2.2 可控启动装置功能分析

2.3 CST控制系统分析

2.4 本章小结

第三章 基于AMESim的CST控制系统建模

3.1 AMESim软件介绍

3.2 电动机模型建立

3.3 CST主机模型建立

3.4 刮板输送机负载模型建立

3.5 CST控制系统模型建立

3.6 CST控制系统基本仿真参数

3.7 本章小结

第四章 CST控制特性仿真分析

4.1 单电机驱动下CST控制特性仿真分析

4.2 双电机驱动下CST控制特性仿真分析

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 未来工作展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文