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文檔簡介
1、液壓挖掘機作為重要的工程機械,廣泛應用于建筑施工,橋梁建設,道路施工等各類施工場所。但是由于工作環(huán)境惡劣,負載波動大等因素,現(xiàn)有控制方式存在燃油消耗大、排放嚴重等問題,在嚴峻的國際能源危機背景下,其節(jié)能性越來越受關注?;诂F(xiàn)有技術的液壓挖掘機,動力源為發(fā)動機,噪聲大、污染嚴重,不適合城市、醫(yī)院、學校以及一些相對封閉場所的作業(yè)。電動液壓挖掘機應運而生,并且成為液壓挖掘機新的研究方向。本論文以挖掘機系統(tǒng)聯(lián)合仿真模型和試驗研究為基礎對電動液壓
2、挖掘機的能耗特性進行分析研究。
本論文首先對普通液壓挖掘機結構組成和工作原理進行介紹,在此基礎上提出電動液壓挖掘機總體方案,并研究了影響液壓泵與變頻電機效率的因素,提出了變排量變轉速的復合控制策略。該控制策略基于LUDV系統(tǒng)的變排量控制,并將泵的排量作為變轉速的控制目標,以達到降低整機能耗的目的。
詳細研究了挖掘機液壓系統(tǒng)結構組成與工作原理,建立了LUDV系統(tǒng)的仿真模型。介紹了挖掘機工作裝置的結構組成,并利用Pro/
3、E軟件建立了挖掘機整機的三維模型,然后通過SimulationX的接口,將整機的三維模型導入SimulationX中,建立了工作裝置多體動力學仿真模型,并通過試驗驗證了液壓系統(tǒng)與工作裝置仿真模型的準確性。
利用臺架試驗測試出發(fā)動機不同轉速、不同扭矩下的油耗率,之后將數(shù)據(jù)導入SimulationX軟件中,利用發(fā)動機萬有特性曲線數(shù)據(jù)并結合數(shù)學方程建立發(fā)動機的仿真模型。在研究變頻器以及電動機工作原理的基礎上,利用Simulation
4、X軟件建立變頻器與電動機的仿真模型,并用試驗驗證模型的準確性。
在各部分仿真模型以及挖掘阻力模型基礎上,建立普通液壓挖掘機機液聯(lián)合仿真模型,以及電動液壓挖掘機機電液聯(lián)合仿真模型,針對挖掘機典型工作過程,對兩種液壓挖掘機的能耗特性進行仿真分析。結果表明:與普通液壓挖掘機相比,電動液壓挖掘機可以節(jié)約運營成本30%以上,有效的降低了挖掘機的運營成本。
為了進一步的提高電動液壓挖掘機的節(jié)能性,針對挖掘機典型工作過程,研究了電
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