一種新型行星式軟起動(dòng)方法的研究.pdf

1、大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和必須帶負(fù)載起動(dòng)的機(jī)械由于起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的附加動(dòng)載荷往往大于電動(dòng)機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)矩，在起動(dòng)時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流將達(dá)到額定電流的約5-6倍，經(jīng)常導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒毀或機(jī)器傳動(dòng)裝置的突然破壞。為了解決這類問題，國內(nèi)外研究者進(jìn)行了一些卓有成效的研究探索。例如，采用Y-△起動(dòng)，變頻調(diào)速，液力偶合器，電磁離合器等方式進(jìn)行起動(dòng)。這些方法在一定程度上解決了重載起動(dòng)的問題，但是它們或多或少的存在著這樣那樣的問題，如變頻調(diào)速起動(dòng)，由于低速段電機(jī)輸出功率

2、低于額定功率，所以變頻調(diào)速起動(dòng)需要將電機(jī)功率向上選大一擋；而對(duì)于液力偶合器，電動(dòng)機(jī)對(duì)于電源電壓要求較高，如果起動(dòng)電壓降低，電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩將大幅下降，起動(dòng)時(shí)泵輪與電動(dòng)機(jī)的特性交點(diǎn)可能落到電動(dòng)機(jī)的特性不穩(wěn)定段上，致使電流增大，長時(shí)間運(yùn)行會(huì)燒毀電動(dòng)機(jī)；電磁離合器傳動(dòng)損失大，效率較低。綜上所述可見目前的幾種常用電機(jī)起動(dòng)方式不是造價(jià)昂貴就是效率低下。 本課題通過研究提出了一種新型行星式電機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)。該技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)在大轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、大

3、負(fù)載的情況下直接機(jī)械軟起動(dòng)的技術(shù)。它能夠使得電動(dòng)機(jī)在與負(fù)載不脫離的情況下實(shí)現(xiàn)起動(dòng)。本文主要研究內(nèi)容如下： 第一章通過調(diào)查研究探討了近年來國內(nèi)外對(duì)重載機(jī)械軟起動(dòng)的研究現(xiàn)狀，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)探討了可控起動(dòng)法的研究現(xiàn)狀以及在這方面存在的問題。提出了一種新型的行星式軟起動(dòng)技術(shù)的方案。 第二章首先分析了行星齒輪的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了行星系統(tǒng)作為整個(gè)技術(shù)的核心部分。利用齒輪傳動(dòng)中的差動(dòng)輪系和行星輪系的自由度轉(zhuǎn)化，給出了可行的方案。

4、 第三章通過研究構(gòu)建了電機(jī)拖動(dòng)與行星式軟起動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型。 第四章在對(duì)行星系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮行星系統(tǒng)中齒輪之間的各個(gè)約束關(guān)系，利用模糊理論對(duì)其進(jìn)行模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后結(jié)合MATLAB遺傳工具箱得到一組最優(yōu)解。 第五章利用有限元軟件ANSYS對(duì)行星系統(tǒng)的最薄弱環(huán)節(jié)——行星架進(jìn)行有限元仿真分析，通過仿真設(shè)計(jì)，對(duì)行星架結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化。 第六章在理論研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)新型行星式軟起動(dòng)實(shí)驗(yàn)

5、系統(tǒng)，進(jìn)行了軟起動(dòng)傳動(dòng)性能實(shí)驗(yàn)研究，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)重載軟起動(dòng)，而且可以以驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)際需要的功率作為電機(jī)選擇功率。與其它驅(qū)動(dòng)方式相比，電機(jī)功率的選擇降低了30％～50％。 本課題的創(chuàng)新點(diǎn)： (1)通過對(duì)國內(nèi)外近幾年關(guān)于電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)技術(shù)的研究，在分析它們的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的行星式電機(jī)軟起動(dòng)方法。 (2)通過對(duì)本技術(shù)方法關(guān)鍵技術(shù)的研究，構(gòu)建了電力拖動(dòng)與行星式軟起動(dòng)