采煤機(jī)截割部機(jī)電短程傳動(dòng)系統(tǒng)耦合輪系均載特性研究及控制.pdf

1、滾筒采煤機(jī)作為綜采工作面的關(guān)鍵設(shè)備之一，是實(shí)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(jī)的核心部件，截割部主要負(fù)責(zé)截割動(dòng)力的傳遞。傳統(tǒng)采煤機(jī)截割部采用長(zhǎng)鏈齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式，且只能進(jìn)行牽引調(diào)速，整機(jī)對(duì)煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜變化的適應(yīng)能力較弱，這導(dǎo)致截割部傳動(dòng)系統(tǒng)常受較大的負(fù)載沖擊，嚴(yán)重影響整機(jī)可靠性和工況自適應(yīng)性。
　　為解決傳統(tǒng)采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)所存在的問題，課題組“973”計(jì)劃項(xiàng)目提出了采煤機(jī)截割

2、部機(jī)電短程傳動(dòng)系統(tǒng)，通過電機(jī)-耦合輪系-行星輪系的傳動(dòng)形式將動(dòng)力傳遞到截割部。針對(duì)所提出的截割部機(jī)電短程傳動(dòng)系統(tǒng)，本文主要開展了以下工作：
　?、俳⒔馗畈慷坛虃鲃?dòng)系統(tǒng)機(jī)電耦合動(dòng)力學(xué)模型，將行星輪系簡(jiǎn)化為傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量考慮，采用集中參數(shù)法建立耦合輪系動(dòng)力學(xué)模型，采用直接轉(zhuǎn)矩控制策略建立驅(qū)動(dòng)電機(jī)子系統(tǒng)模型，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基礎(chǔ)響應(yīng)性能進(jìn)行了仿真分析。
　?、诜治鳊X輪系統(tǒng)時(shí)變嚙合剛度內(nèi)部激勵(lì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、輸出轉(zhuǎn)速外部激勵(lì)對(duì)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(lì)的綜合影響，耦合輪系的均載特性變差，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速外部激勵(lì)對(duì)耦合輪系的均載特性影響更大，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速不同步比輸出轉(zhuǎn)矩不同步對(duì)耦合輪系均載特性的影響更大。
　?、厶岢龌谵D(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(tái)電機(jī)轉(zhuǎn)速之間的聯(lián)系，通過滑模補(bǔ)償控制器對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制單元進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，使每臺(tái)電機(jī)在追隨目標(biāo)轉(zhuǎn)速的同時(shí)，同步于耦合輪系均載控制的參考轉(zhuǎn)速，仿真驗(yàn)證了所