液粘调速系统性能检测设计与研究

论文摘要

目前国内实现中、大功率机械设备软启动(软制动)的主要有效方法是采用调速型液力偶合器或电气变频调速器,并由此实现根据运行设备负荷的运行速度调节与经济运行能耗。在冶金、煤炭、港口码头长距离带式输送重载大功率设备中(包括类似工况),软启动(软制动)与速度调节工况的实现意义无需赘述;热电厂、建筑材料生产等行业使用的大型流体机械如风机、水泵、渣浆泵等设备的速度调节及其产生的节能经济性效果更是令企业界倍加重视。调速型液力偶合器或电气变频调速器使用的长期工程实践表明:二者在一定程度上均存在一定程度上的缺陷或不足。调速型液力偶合器实际使用中,在过载保护的可靠性、传动效率、控制性能和精度等方面还存在一定缺陷;电气变频调速系统虽具有良好的启动、调速性能,且传动效率高,但采用变频调速器的调速系统成本高,对于同样功率的系统,电气变频调速系统投资是常规调速型液力偶合器调速系统的4～5倍,且控制电路较复杂、维护要求高。美国、日本等国家采用基于液体粘性传动的CST可控软启动技术、我国科技界则推出了液体粘性调速离合器(HVD)技术来解决这一问题。近年来的使用实践表明:液体粘性调速离合器与调速型液力偶合器或电气变频调速器比较具有明显的技术与经济优势,这也是近二十多年来该技术领域普遍关注的热点话题与技术研究焦点。液体粘性调速离合器(HVD)与调速型液力偶合器和变频器相比,具有传动效率高、过载保护、控制反应快、成本低、维修方便等优点。近二十年来实践表明:液体粘性调速离合器作为中、大功率机械设备的启动、调速与制动联结装置,已经使相关设备取得了良好的调速性能,使企业取得显著的节能经济效益。HVD的推广应用得到迅猛的发展,并极具良好的市场潜力。由于HVD功耗大、搬运安装复杂,目前生产商在解决其产品性能试验的手段还不很完善,现场实验检测消耗的人力大,经济性与实用性有较大缺陷。针对这一背景,在反复理论验算与方案比较论证的基础上,提出了一种实现模拟液体粘性调速离合器实际工况实验加载系统的设计方案;通过对所建立的实验加载系统的关键环节理论分析,在综合了所有可能对系统产生影响的因素基础上,建立了实验系统数学模型,借助仿真工具对系统数学模型进行了计算机仿真与结果分析。仿真结果表明:本文提出的液体粘性调速离合器模拟加载实验系统性能稳定、方案合理,为本课题后续研究设计提供了技术方案参考。论文最后给出了实验系统数据测试系统的设计方案,根据数据测试要求对转矩转速传感器、温度传感器、压力传感器进行了选型,并介绍了其工作原理和相关参数。由于时间和条件所限,本文所建立的数据测试系统有待进一步完善,这也是本课题今后需要进一步研究的工作。本文针对实际现场搭建的液体粘性调速离合器实验系统为课题后续进一步研究设计奠定了基础,对于液粘调速装置的生产、推广与应用具有一定的实用价值和意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 液粘技术研究进展
• 1.3 本课题主要研究内容及意义
• 2 液粘调速实验装置原理与实现
• 2.1 液体粘性调速概述
• 2.2 液体粘性调速装置组成及工作原理
• 2.3 液体粘性调速实验装置总体方案及其工作原理
• 2.4 本章小结
• 3 液粘调速实验系统数学建模与仿真
• 3.1 实验加载系统数学建模概述
• 3.2 液粘调速实验系统数学建模
• 3.3 基于MATLAB实验加载系统数学仿真
• 3.4 本章小结
• 4 微型计算机数据测试系统设计
• 4.1 数据测试概述
• 4.2 电液控制系统设计选型
• 4.3 数据测试系统设计
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 研究工作总结
• 5.2 今后工作展望
• 研究生期间主要发表的论文
• 参考文献
• 致谢