永磁外转子提升机控制系统研究

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第 1 章 绪论

1.1 课题概况

1.1.1 课题来源

1.1.2 研究背景及意义

1.2 研究现状

1.2.1 矿井提升机研究现状

1.2.2 永磁同步电机研究现状

1.2.3 矿井提升机控制系统研究现状

1.2.4 永磁外转子提升机控制系统研究现状

1.3 本文研究内容与技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 技术路线

第 2 章 矿井提升系统运行特性研究

2.1 矿井提升系统组成

2.1.1 单绳缠绕式矿井提升系统组成结构

2.1.2 多绳摩擦式矿井提升系统组成结构

2.2 矿井提升系统运动学分析

2.3 矿井提升机起停控制过程研究

2.3.1 常用起停控制方法

2.3.2 防冲击起动控制

2.3.3 多回路恒减速制动控制

2.4 永磁外转子提升机

2.4.1 永磁外转子提升机组成结构

2.4.2 永磁外转子提升机工作原理

2.4.3 永磁外转子提升机起停控制特殊性

2.5 本章小结

第 3章 永磁外转子提升机控制算法研究

3.1 永磁外转子提升机起动特性研究

3.1.1 永磁外转子提升机的数学模型

3.1.2 永磁外转子提升机的开环起动过程仿真

3.1.3 永磁外转子提升机的转子位置检测方法

3.2 基于滑模控制算法改进的永磁外转子提升机矢量控制系统

3.2.1 永磁外转子提升机矢量控制原理和电流控制方法

3.2.2 永磁外转子提升机矢量控制系统建模与仿真分析

3.2.3 基于滑模控制算法改进的永磁外转子提升机矢量控制系统的滑模控制器设计

3.2.4 基于滑模控制算法改进的永磁外转子提升机矢量控制系统建模与仿真分析

3.3 基于 Super-twisting 二阶滑模算法改进的永磁外转子提升机直接转矩控制系统

3.3.1 永磁外转子提升机直接转矩控制系统的直接转矩控制策略实现

3.3.2 永磁外转子提升机直接转矩控制系统建模与仿真分析

3.3.3 基于 Super-twisting 二阶滑模算法改进的永磁外转子提升机直接转矩控制系统的滑模控制器设计

3.3.4 基于 Super-twisting 二阶滑模算法改进的永磁外转子提升机直接转矩控制系统的建模与仿真分析

3.4 本章小结

第 4 章 永磁外转子提升机控制性能模拟系统研究

4.1 模拟试验系统方案优化

4.1.1 永磁外转子提升机方案优化

4.1.2 钢丝绳方案优化

4.1.3 摩擦衬垫方案优化

4.2 模拟试验系统结构优化

4.2.1 提升容器导向罐道

4.2.2 提升容器（罐笼）

4.2.3 锁罐机构

4.2.4 防滑安全设计与优化

4.2.5 天轮组件和张紧轮

4.3 模拟试验系统力学性能分析

4.3.1 滚筒力学力学性能分析

4.3.2 天轮的力学性能分析

4.3.3 提升容器导向罐道的谐响应分析

4.4 控制系统设计研究

4.4.1 钢丝绳张力测定

4.4.2 负载-提升机电流关系测定

4.4.3 控制系统方案和电控原理图

4.4.4 模拟试验系统的加载和起停控制

4.5 本章小结

第 5 章 永磁外转子提升机运行控制系统试验研究

5.1 永磁同步电机起动试验研究

5.1.1 实验系统组成

5.1.2 空载起动试验

5.2 永磁外转子提升机运行试验研究

5.2.1 永磁外转子提升机及变频器参数

5.2.2 运行过程试验

5.3 永磁外转子提升机制动试验研究

5.3.1 实验系统组成

5.3.2 制动过程实验测试

5.4 本章小结

第 6 章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致谢