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卧螺离心机直流共母线变频差速研究

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1 绪论

1.1 课题研究背景及意义(Background and Significance)

1.2 课题来源(Subject Origin)

1.3 课题主要研究内容(Main Research Content)

1.4 本章小结(Chapter Summary)

2 文献综述

2.1 卧螺离心机结构及工作原理(Horiz Centrifuge Structure and Working Principle)

2.2 电动机发电原理(Principle of Motor Power Generation)

2.3 变频器工作原理及共直流母线简介( Inverter working principle and brief Introduction of DC Bus)

2.4 卧螺离心机相关研究(Research on Horiz Centrifuge)

2.5 本章小结(Chapter Summary)

3 卧螺离心机双变频调速系统

3.1 离心机脱水工艺与控制要求(Centrifuge Dehydration Process and Control Requirement)

3.2 速差控制方案研究( Research on Speed Difference Control Scheme)

3.3 控制系统硬件组成(Control System Hardware Component)

3.4 本章小结(Chapter Summary)

4 离心机工作机构运行状态研究

4.1 离心机双电机拖动关系试验( Centrifuge Double Motor Driving Relationship Test)

4.2 离心机工作状态力学分析(Mechanics Analysis of Centrifuge Working Condition)

4.3 系统再生电能产生原因分析( Analysis of Reasons for Regeneration of System)

4.4 本章小结(Chapter Summary)

5 系统再生电能影响因素研究

5.1 再生电能处理方案(Regenerative Energy Treatment Scheme)

5.2 离心机再生电能影响因素试验( Centrifuge Regenerative Power Influencing Factors Test)

5.3 筛篮转速对系统再生电能的影响(Influence of Sieve Basket Speed on Regenerative Energy of System)

5.4 离心机速差对系统再生电能的影响(Influence of Centrifuge Speed Difference on Regenerative Energy of System)

5.5 处理量对系统再生电能的影响( Influence of Processing Capacity on Regenerative Energy of System)

5.6 本章小结(Chapter Summary)

6 卧螺离心机过滤脱水试验

6.1 试验系统及原料性质( Test System and Raw Material Properties)

6.2 试验流程及脱水效果评价指标( Test Flow and Evaluation Index of Dehydration Effect)

6.3 离心机脱水效果分析( Analysis of Dehydration Effect of Centrifuge)

6.4 本章小结(Chapter Summary)

7 结论与展望

7.1 主要研究结论(Main Conclusion)

7.2 创新点(Innovation Point)

7.3 展望(Prospect)

参考文献

作者简历

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摘要

卧螺离心机是煤泥脱水工艺中的常用设备,现有煤用卧螺离心机速差固定不可调节。前期研究结果表明,变速差卧螺离心机有利于提高脱水效率,但存在速差调节不稳定以及电机反向充电烧毁变频器的问题。因此,本项研究构建双变频共直流母线驱动系统,研究双变频速差控制方案和离心机空载状态下刮刀与筛篮拖动关系,以及研究载料工况下再生电能的影响因素对卧螺离心机工业应用有着指导作用。本文主要针对卧螺离心机的速差控制方案、离心机工作机构运行状态、再生电能影响因素及离心机脱水效果几方面进行研究。
  根据脱水工艺及控制要求设计离心机转速调节系统,画出控制系统方框图,采用动态响应分析,提出串级系统控制策略。对比计算单回路控制系统和串级控制系统方框图传递函数,分析优化后的离心机转速调节系统的动态特性和克服二次干扰的能力。
  依托搭建的离心机调速系统,通过双电机对拖关系试验,研究离心机空载运行条件下,频率差的改变对双电机对拖干扰的影响,发现频率差增大,系统受对拖干扰的影响效果总体下降,其中筛篮受对拖干扰的影响与频率差为正相关,刮刀受对拖干扰的影响与频率差为负相关。并通过对离心机主要工作机构的工作状态分析,发现在离心机运行时,再生电能是由于刮刀电机输入制动转矩所致。
  根据再生电能的产生特点,分析并提出共直流母线方案对其进行处理。在离心机载料运行工况下,分析筛篮转速、离心机速差及离心机处理量对再生电能影响。研究表明再生电能随筛篮转速的升高而增大,随速差的增加而增大,速差越大增速越快,随离心机处理量的提高而增大。
  最后,基于已搭建的卧螺离心机试验系统进行粗煤泥脱水试验,研究本试验所用卧螺离心机的最佳工作速差区间及最适宜筛篮工作转速范围,结果表明3.0-9.0rpm为最佳工作速差区间,筛篮工作转速则要高于435.0rpm,速差对于脱水效果的影响大于筛篮转速对脱水效果的影响。

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