大型矿用自卸车电气传动系统设计

摘要

大型矿用自卸车是大型露天煤矿、矿山、水利水电的主要运输工具，承担矿物、土石方等运输任务。随着经济建设的不断发展，政府大兴水利工程、大力开采大型露天煤矿和大型金属露天矿对大型矿用自卸车提出了很大需求。目前国产电气传动矿用自卸车产品基本上限于国内销售，大吨位车型远不能满足国内露天矿山的需求，主要依赖进口。尽管国内电气传动矿用自卸车近年有一定发展，但与国内、国际市场要求相差甚远，因此必须采取必要措施，尽快提高我国矿用自卸车市场竞争力。
　　本文首先以市场为依据，分析了电气传动矿用自卸车现状与发展趋势，指出必须加快设计制造大型矿用电气传动自卸车，来满足国内对矿车载运量不断提高的需求。接着介绍了大型矿用电气传动自卸车的特点，电气传动系统的主要组成、模型和工作原理，并且列举出电气传动系统中电动机的各种可行性方案，分别作出分析，给出了最终选型结果。电气传动系统的电动机电磁设计是本文的核心内容，根据实际工程经验和理论推导，进行了电动机主要参数与尺寸的计算。阐述了电气传动系统的发电机、减速电阻的设计要点，变频器电路计算及其直接转矩控制系统。最后考虑到电动机与普通工业异步电机的不同，使用 Ansoft软件进行了磁场分析与校核，并且通过了矿用自卸车车电动机型式试验验证。使用 Simulink软件对电气传动系统的运行控制系统进行仿真，确保控制系统能稳定运行，体现该电气传动系统的抗冲击能力。最后在实验室对整个系统进行测试，得出实验数据。
　　试验证明该系统所有部件性能良好，能够提供稳定、良好的驱动能力。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 矿用自卸车研究综述

1.1.1矿用自卸车历史与现状

1.1.2 矿用自卸车的发展趋势

1.2 矿用自卸车电气传动技术研究

1.2.1 直流电气传动驱动技术

1.2.2 交流电气传动驱动技术

1.3 本文主要研究内容

第二章 大型矿用自卸车整车电气系统结构及模型

2.1 传动系统总体结构

2.1.1系统构成

2.1.2系统模型

2.2电机传动系统

2.2.1 电机传动与选型

2.2.2 电动机模型

2.3 变频器传动控制系统拓扑及模型

2.3.1变频器模型

2.3.2 传动系拓扑

2.3.3 驱动与控制

第三章 大型矿用自卸车电机及传动控制系统设计

3.1 概述

3.1.1机械式传动系统总成

3.1.2 电气传动的优势

3.2面向矿用自卸车的电机设计研究

3.2.1电动机主要参数

3.2.2电动机电磁设计

3.2.3电动机的损耗与效率

3.2.4 电动机温升研究

3.3 面向电机控制的变频器系统

3.3.1 变频器设计

3.3.2 直接转矩控制

第四章 大型矿用自卸车电机与电气传动系统试验

4.1 试验概述

4.2 电动机试验与分析

4.2.1电动机型式试验

4.2.2 样机有限元分析与研究

4.3 电气传动系统仿真与试验

4.3.1 电气传动系统模型与仿真

4.3.2电气传动系统试验分析

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文