多机双端驱动带式输送机的功率平衡策略及应用研究

摘要

近几十年来，由于带式输送机与其他输送机械相比具有不可比拟的优点，中国的带式输送机有了突飞猛进的发展，但为了减少输送带的启动与运行张力，现在系统大都采用多级驱动。由于输送机在启动与运行过程中会产生很大的冲击力，使系统不能够平稳启动与正常运行工作。电机功率不平衡会加重冲击力波，同时功率的不平衡会使其中一个电机处于过载状态，严重时可损坏电机，不利于企业的正常生产制造。因此，研究多机双端驱动的带式输送机的功率平衡问题具有很重要的理论意义和实际价值。
　　本文首先介绍了带式输送机的摩擦传动原理，给出了多滚筒传动的各个滚筒的驱动力分配分析其中着重分析了双滚筒的驱动力的分配，引入了功率不平衡度的公式。基于这个公式，研究了影响功率不平衡因素，并通过MATLAB仿真实验进行了详细的分析研究。然后分析了带式输送机的动态特性，给出了理论分析，并得出了动力学方程及求解方法。同时探讨了几种加速度启动曲线并进行MATLAB仿真研究，综合其各自特点，设计了更适合工程的“S”形启动曲线。着重分析了功率平衡的控制方法，有扭矩-转速控制法、电流-转速控制法和电流控制功率平衡法，并进行了理论仿真分析。
　　基于实际的工程实践，来分析带式输送机的功率平衡调节策略和实现应用。详细阐述了带式输送机的电控系统的设计包括硬件与软件设计、程序控制的设计、保护系统以及人机界面的设计等等。给出了系统PID调节的功率平衡的实现应用，通过调节前与调节后系统运行的实际电机电流曲线对比分析，表明此种调节是可行的。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 发展现状及研究方向

1．3 课题的提出及论文结构

第二章 带式输送机的传动理论与功率不平衡分析

2．1 带式输送机的摩擦传动原理

2．2 带式输送机的多滚筒传动

2．2．1 多滚筒传动的各滚筒的驱动力分配

2．2．2 双滚筒传动的驱动力平衡问题

2．3 带式输送机功率不平衡的影响因素分析

2．4 本章小结

第三章 带式输送机的动态过程分析与功率平衡策略

3．1 带式输送机的动态特性分析

3．1．1 整个系统的运行阻力

3．1．2 动力学方程的建立

3．2 几种常见的带式输送机的加速度启动曲线

3．3 多机双驱动带式输送机的功率平衡控制策略

3．3．1 输送机的功率平衡控制方法

3．3．2 多电机驱动功率平衡的控制设计

3．3．3 PID控制原理与仿真分析

3．4 本章小结

第四章 带式输送机功率平衡调节系统的工程实现

4．1 带式输送机电控系统的硬件设计

4．1．1 Sinamies S120变频器驱动的设计

4．1．2 PLC的选择

4．1．3 电控系统的网络组成

4．2 带式输送机电控系统的软件设计

4．2．1 变频器的启动过程

4．2．2 程序控制过程描述

4．2．2 胶带保护

4．2．3 人机界面的设计

4．3 带式输送机功率平衡的实现应用

4．4 工程图片

4．5 本章小结

第五章 总结与展望

5．1 全文总结

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况