起重機(jī)交流串級(jí)調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、分類號(hào)——UDC密級(jí)學(xué)校代碼劣j凄程歹大穿學(xué)位論文10497題目壑重墊塞速主絲塑墊堇絲疊絲鮑堡鹽魚塑塞英文旦曼盤鯉墊魚＆曼墨星塹業(yè)Q￡△￡￡箜￡墾盤墅叢斟題目墨壘巫墜g墨Y墨魚嬰魚!坐曼g!壘墜曼研究生姓名奎叢指導(dǎo)教師姓名——月疊堡L一職稱副教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別亟學(xué)科專業(yè)名稱電機(jī)與電器論文提交日期墊!!生壘旦論文答辯El期至Q!!生三月學(xué)位授予單答辯委員會(huì)授予日期評(píng)閱人2011年5月摘要能源短缺和環(huán)境污染問題日益突出，它也逐漸成為了當(dāng)今科技

2、發(fā)展的熱點(diǎn)。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，起重機(jī)的應(yīng)用較為廣泛，它在工程作業(yè)過程中，需要對(duì)貨物進(jìn)行頻繁地起升、下放等位移操作。由于起重機(jī)負(fù)載質(zhì)量大，起升高度高，根據(jù)能量守恒原理，當(dāng)負(fù)載處于高處要下放時(shí)將具有較大的能量可供回收利用。在交流調(diào)速系統(tǒng)中，除了變頻調(diào)速外交流串級(jí)調(diào)速同樣具有非常高的調(diào)速性能，其機(jī)械特性、調(diào)速精度、調(diào)速范圍及動(dòng)態(tài)響應(yīng)等都已經(jīng)達(dá)到的較高水平。由于串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的電路形式特殊，其主電路中已含有能量回饋單元(有源逆變器)，所以在考慮加入勢(shì)能

3、回饋方案下，交流串級(jí)調(diào)速比變頻調(diào)速成本更少。本文針對(duì)起重機(jī)的實(shí)際工況，結(jié)合串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的基本原理，對(duì)塔式起重機(jī)的串級(jí)調(diào)速電氣驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。塔式起重機(jī)由多個(gè)機(jī)構(gòu)組成，如起升、變幅、回轉(zhuǎn)、小車等機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)都需要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。本文設(shè)計(jì)了斬波式一拖多串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)的方案，該方案電路簡(jiǎn)潔、成本較低，可以實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)的四象限運(yùn)行，回收起重機(jī)的制動(dòng)能量。在設(shè)計(jì)中搭建了小功率的模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)方案加以驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與原有設(shè)計(jì)目標(biāo)相符合。為了進(jìn)一

4、步提高系統(tǒng)節(jié)能性能，挖掘起重機(jī)械的節(jié)能潛力，在以上塔式起重機(jī)串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能方案的探討和設(shè)計(jì)。該節(jié)能系統(tǒng)利用具有高能量質(zhì)量比和功率質(zhì)量比的超級(jí)電容作為儲(chǔ)能器件，在串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)動(dòng)力制動(dòng)時(shí)對(duì)制動(dòng)能量進(jìn)行及時(shí)地回收存儲(chǔ)；同時(shí)在最佳的時(shí)機(jī)進(jìn)行電能的釋放，供給整個(gè)系統(tǒng)中電機(jī)的電動(dòng)運(yùn)行，從而減少系統(tǒng)從電網(wǎng)吸收的總功率。另一方面，通過有效的控制算法使能量盡可能地在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)利用，串級(jí)調(diào)速系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成的諧波影響也會(huì)減少。最后，對(duì)超級(jí)電容節(jié)