一種新型行星式軟起動方法的研究.pdf

1、大轉(zhuǎn)動慣量和必須帶負(fù)載起動的機(jī)械由于起動時產(chǎn)生的附加動載荷往往大于電動機(jī)允許的最大轉(zhuǎn)矩，在起動時，通過電動機(jī)的起動電流將達(dá)到額定電流的約5-6倍，經(jīng)常導(dǎo)致電動機(jī)燒毀或機(jī)器傳動裝置的突然破壞。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，變頻調(diào)速，液力偶合器，電磁離合器等方式進(jìn)行起動。這些方法在一定程度上解決了重載起動的問題，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，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)速起動需要將電機(jī)功率向上選大一擋；而對于液力偶合器，電動機(jī)對于電源電壓要求較高，如果起動電壓降低，電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩將大幅下降，起動時泵輪與電動機(jī)的特性交點可能落到電動機(jī)的特性不穩(wěn)定段上，致使電流增大，長時間運行會燒毀電動機(jī)；電磁離合器傳動損失大，效率較低。綜上所述可見目前的幾種常用電機(jī)起動方式不是造價昂貴就是效率低下。 本課題通過研究提出了一種新型行星式電機(jī)軟起動技術(shù)。該技術(shù)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)在大轉(zhuǎn)動慣量、大

3、負(fù)載的情況下直接機(jī)械軟起動的技術(shù)。它能夠使得電動機(jī)在與負(fù)載不脫離的情況下實現(xiàn)起動。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)外對重載機(jī)械軟起動的研究現(xiàn)狀，分析了它們的優(yōu)缺點，重點探討了可控起動法的研究現(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技術(shù)的方案。 第二章首先分析了行星齒輪的優(yōu)缺點，確定了行星系統(tǒng)作為整個技術(shù)的核心部分。利用齒輪傳動中的差動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)拖動與行星式軟起動系統(tǒng)的機(jī)電耦合數(shù)學(xué)模型。 第四章在對行星系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，充分考慮行星系統(tǒng)中齒輪之間的各個約束關(guān)系，利用模糊理論對其進(jìn)行模糊優(yōu)化設(shè)計，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，對行星架結(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)計制造了一臺新型行星式軟起動實驗

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