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| 1 | 刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验显示文摘为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。 | 王洋洋 鲍久圣 葛世荣 阴妍 王世博 张磊 | 2020 | 煤炭学报2020，45，6： | 11 |
| 2 | 截割机构延迟特性对巷道断面成型精度影响分析显示文摘由于执行元件响应时间差、负载干扰以及液压油液的压缩性等多因素的干扰,使得手动换向阀或电磁换向阀控制掘进机截割煤岩时存在较大延迟,断面成型精度较低。考虑截割部执行机构延迟特性对截割误差的影响,根据掘支锚机组截割部系统硬件组成和基本参数,使用D-H方法建立了截割机构的运动学模型。分析了机构动作延迟对截割控制方程的影响,建立了横摆和纵摆截割动作延时情况下的截割头中心在巷道断面坐标系上的运动误差模型。通过MATLAB数值计算软件进行截割控制误差的仿真研究,研究结果表明:本文仿真工况下,在横摆速度恒定的情况下,当延迟时间分别为50,100和200 ms时,横摆截割的截割轨迹误差分别为10,20,40 mm。当横摆速度分别为50,100和200 mm/s时,横摆截割的截割轨迹误差分别为5,10,20 mm。随着截割部横摆速度和动作延迟的增大,截割轨迹误差随之增大。由于普通的开关电磁换向阀不易于进行流量实时调控,因此无法做到对截割部横摆速度的缓冲控制。需要充分掌握截割执行机构的延迟特性,在控制系统中做好提前量,消除动作延迟带来的截割误差。通过课题组自行研制的掘支锚机组实验平台进行实验研究,研究结果表明,本实验台截割部执行机构存在53 ms的延迟,通过对控制系统进行提前量控制,即截割部位移传感器在到达指定位移之前的53 ms乘以横摆速度后的位置下达停止指令,可削减动作延迟带来的截割误差。 | 刘治翔 谢苗 谢春雪 毛君 | 2020 | 煤炭学报2020，45，3： | 6 |
| 3 | 深厚冲积层钢筋混凝土外层井壁结构模糊随机有限元可靠性及灵敏度分析显示文摘基于模糊随机有限元的基本原理及方法,对结构失效函数和材料本构关系作等效模糊化处理,设定输入输出模糊随机变量,建立钢筋混凝土外层井壁结构的模糊随机有限元分析模型。利用ANSYS数值计算外层井壁结构的模糊随机有限元可靠性,结果表明:由于综合考虑到各变量参数的不确定性,获得的模糊随机有限元可靠性相比常规的有限元可靠性总体偏低,其结果更能反映实际工况。此外,模糊随机有限元可靠性以区间值表征不同井段的可靠程度,较常规可靠性的定值表现方法更具工程针对性。模糊随机有限元灵敏度分析发现:影响外层井壁结构可靠性的重要因素依次是井壁冻结压力、混凝土抗压强度和厚径比。通过ANSYS灵敏度散点图可指明主要输入变量的变动对输出变量的影响程度以及变量需改动的大致区间范围。 | 姚亚锋 程桦 黎明镜 荣传新 宋健 | 2016 | 煤炭学报2016，41，12： | 1 |
| 4 | 横摆截割工况掘进机履带接地比压分布规律显示文摘考虑到掘进机接地比压决定了掘进机通过性和工作稳定性,是确定掘进机与地面附着力矩的基础,研究了掘进机横摆截割工况下接地比压分布情况。首先对掘进机横摆工况进行分析,确定掘进机与巷道底板接触部件与载荷构成。使用SolidWorks建模确定不同工况下掘进机重心坐标,使用Cftool拟合工具对已有数据进行拟合,得到掘进机重心坐标随横摆角和纵向角度的拟合曲线(曲面)。推导考虑不同截割部横纵向角度、巷道倾角以及后支撑载荷情况下掘进机履带接地比压分布公式。以国产EBZ300型掘进机为研究对象进行实例数值计算。研究结果表明:实例中接地比压最大值为0.312 MPa,超过了EBZ300掘进机说明书中计算的平均接地比压0.198 MPa,验证了通常使用的平均接地比压计算方法无法真实体现接地比压分布情况;截割部横摆导致重心偏移,使得偏重一侧履带的接地比压大于另一侧。得到了不同参数影响下掘进机两侧履带接地比压分布规律。依据相似比例制作掘进机模型机,通过模型机进行截割部横摆角和纵摆角变化对履带接地比压分布影响的实验验证。实验测得这两种工况下掘进机履带接地比压分布情况和计算结果规律基本一致,误差不超过20%。通过实验验证了本文理论计算方法的可行性和有效性。 | 李腾达 王继仁 张春华 张坤 | 2020 | 煤炭学报2020，45，8： | 1 |
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