采煤機截割部機電短程傳動系統(tǒng)耦合輪系均載特性研究及控制.pdf

1、滾筒采煤機作為綜采工作面的關(guān)鍵設備之一，是實現(xiàn)集約高效化采煤、減少井下重大安全事故和改善工作面作業(yè)條件的重要技術(shù)裝備。作為采煤機的核心部件，截割部主要負責截割動力的傳遞。傳統(tǒng)采煤機截割部采用長鏈齒輪傳動結(jié)構(gòu)形式，且只能進行牽引調(diào)速，整機對煤層結(jié)構(gòu)復雜變化的適應能力較弱，這導致截割部傳動系統(tǒng)常受較大的負載沖擊，嚴重影響整機可靠性和工況自適應性。
　　為解決傳統(tǒng)采煤機截割部傳動系統(tǒng)所存在的問題，課題組“973”計劃項目提出了采煤機截割

2、部機電短程傳動系統(tǒng)，通過電機-耦合輪系-行星輪系的傳動形式將動力傳遞到截割部。針對所提出的截割部機電短程傳動系統(tǒng)，本文主要開展了以下工作：
　?、俳⒔馗畈慷坛虃鲃酉到y(tǒng)機電耦合動力學模型，將行星輪系簡化為傳動比和轉(zhuǎn)動慣量考慮，采用集中參數(shù)法建立耦合輪系動力學模型，采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略建立驅(qū)動電機子系統(tǒng)模型，對驅(qū)動電機的基礎(chǔ)響應性能進行了仿真分析。
　　②分析齒輪系統(tǒng)時變嚙合剛度內(nèi)部激勵和驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)速外部激勵對耦

3、合輪系均載特性的影響規(guī)律。由于耦合輪系內(nèi)外部激勵的綜合影響，耦合輪系的均載特性變差，電機輸出轉(zhuǎn)速外部激勵對耦合輪系的均載特性影響更大，電機輸出轉(zhuǎn)速不同步比輸出轉(zhuǎn)矩不同步對耦合輪系均載特性的影響更大。
　　③提出基于轉(zhuǎn)速同步的耦合輪系均載特性控制策略，以耦合輪系的輸出轉(zhuǎn)速為反饋量建立三臺電機轉(zhuǎn)速之間的聯(lián)系，通過滑模補償控制器對直接轉(zhuǎn)矩控制單元進行轉(zhuǎn)矩補償，使每臺電機在追隨目標轉(zhuǎn)速的同時，同步于耦合輪系均載控制的參考轉(zhuǎn)速，仿真驗證了所