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皮带运输机效率优化的研究

郑津津  
【摘要】:皮带运输机具备能够实现长距离、大运量可靠运送,便于自动化控制和集中化管理的优点,成为现代化煤矿生产系统中较理想的关键运输设备。日趋成熟的交流变频调速拖动技术,有效地解决了皮带机起动电流大、多机驱动功率不平衡、轻载运行效率低等问题。但随着世界能源危机形势严峻,如何节能减排进一步提高皮带机轻载效率问题也引起了关注。 本文首先对皮带运输机的运行机理进行分析,皮带运输机需按照最大运输量考虑驱动装置,但它时常处于轻载的运行状态下,会造成能源的浪费,因此提出了电机轻载运行下的效率优化研究。异步电机结构复杂,无法直接得到能耗与各变量的关系,但对电机的各种损耗进行分析表明,可通过降低电机的可控损耗来提升电机效率,进而推导出了异步电动机同步旋转坐标系d-q轴下的等效电路,并建立了考虑铁损的电机模型。系统采用矢量变频控制,使系统具备良好的调速性能,并采用基于搜索法的最小输入功率控制效果全局最优。本文在此基础上引入PSO算法即粒子群中粒子位置更新方法进行BP网络结构中权值及阈值的调整,提出了改进的PSO-BP神经算法在线寻优最优磁通,设计出效率优化控制器,最后详细介绍了DSP矢量控制系统的软硬件设计及实现。 最后在4ATLAB/Simulink环境中搭建系统仿真模块,验证了方案具有可行性,仿真结果表明皮带机轻载运行时效率可以提高,消除了最优点处的转矩脉动,具有良好的动态能力,并保证了系统稳定性。


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