風(fēng)力機(jī)電液控制齒輪箱傳動(dòng)原理與關(guān)鍵技術(shù)研究結(jié)題摘要

進(jìn)行與風(fēng)力機(jī)機(jī)械液壓混合傳動(dòng)相關(guān)的基礎(chǔ)研究。針對(duì)風(fēng)力機(jī)齒輪箱壽命與整機(jī)設(shè)計(jì)壽命落差的“短板問題”，提出通過改善旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行工況提高傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組全生命周期“深綠化”的學(xué)術(shù)思想。提出風(fēng)力機(jī)電液控制齒輪箱新概念并研究其原型樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械齒輪箱傳遞能量為主、電液系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)速為主的新原理傳動(dòng)模式，保證傳動(dòng)系統(tǒng)高效性，抑制扭矩波動(dòng)，使傳動(dòng)部件使用壽命趨近整機(jī)設(shè)計(jì)壽命。給出了電液控制齒輪箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)例：風(fēng)輪主軸經(jīng)兩級(jí)加速后由差動(dòng)輪系與泵/馬達(dá)系統(tǒng)并列，齒輪傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)功率合流后共同帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，減小純機(jī)械傳動(dòng)的力矩波動(dòng)，彌補(bǔ)純液壓傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)。此傳動(dòng)結(jié)構(gòu)具有保持輸出軸轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定、輸入軸可變速的特點(diǎn)，滿足現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)各種運(yùn)行工況的需求，可實(shí)現(xiàn)高于額定風(fēng)速時(shí)的變槳距與輸入功率控制，低于額定風(fēng)速時(shí)的 “變速恒頻”控制，提高能量捕獲效率和電能品質(zhì)。通過項(xiàng)目研究可望形成風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)的新模式。 2100433B

進(jìn)行與風(fēng)力機(jī)機(jī)械液壓混合傳動(dòng)相關(guān)的基礎(chǔ)研究。針對(duì)風(fēng)力機(jī)齒輪箱壽命與整機(jī)設(shè)計(jì)壽命落差的短板問題，提出通過改善旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)行工況提高傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組全生命周期深綠化的學(xué)術(shù)思想。提出風(fēng)力機(jī)電液控制齒輪箱新概念并研究其原型樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械齒輪箱傳遞能量為主、電液系統(tǒng)控制轉(zhuǎn)速為主的新原理傳動(dòng)模式，保證傳動(dòng)系統(tǒng)高效性，抑制扭矩波動(dòng)，使傳動(dòng)部件使用壽命趨近整機(jī)設(shè)計(jì)壽命。給出了電液控制齒輪箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)例：風(fēng)輪主軸經(jīng)兩級(jí)加速后由差動(dòng)輪系與泵/馬達(dá)系統(tǒng)并列，齒輪傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)功率合流后共同帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，減小純機(jī)械傳動(dòng)的力矩波動(dòng)，彌補(bǔ)純液壓傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)。此傳動(dòng)結(jié)構(gòu)具有保持輸出軸轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定、輸入軸可變速的特點(diǎn)，滿足現(xiàn)代風(fēng)力機(jī)各種運(yùn)行工況的需求，可實(shí)現(xiàn)高于額定風(fēng)速時(shí)的變槳距與輸入功率控制，低于額定風(fēng)速時(shí)的 變速恒頻控制，提高能量捕獲效率和電能品質(zhì)。通過項(xiàng)目研究可望形成風(fēng)力機(jī)傳動(dòng)的新模式。

第1章 緒論 1

1.1 機(jī)電傳動(dòng)控制的目的和任務(wù) 1

1.2 機(jī)電傳動(dòng)控制的發(fā)展 1

1.2.1 機(jī)電傳動(dòng)的發(fā)展 1

1.2.2 控制方式的發(fā)展 2

1.3 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成和分類 4

1.3.1 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成 4

1.3.2 機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的分類 4

習(xí)題與思考題 5

第2章 機(jī)電傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí) 6

2.1 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 6

2.1.1 直流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理 6

2.1.2 交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 9

2.2 機(jī)械特性 10

2.2.1 生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性 11

2.2.2 電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性 11

2.3 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài) 14

習(xí)題與思考題 14

第3章 常用低壓電器元件 15

3.1 控制電器 15

3.1.1 接觸器 15

3.1.2 繼電器 20

3.2 保護(hù)電器 22

3.2.1 熱繼電器 23

3.2.2 熔斷器 24

3.3 信號(hào)電器 28

3.3.1 速度繼電器 28

3.3.2 壓力繼電器 29

3.3.3 溫度繼電器 30

3.4 開關(guān)電器 31

3.4.1 隔離器（開關(guān)） 31

3.4.2 刀開關(guān) 32

3.4.3 斷路器 34

3.5 主令電器 36

3.5.1 按鈕 36

3.5.2 行程開關(guān) 37

3.5.3 接近開關(guān) 40

3.5.4 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 41

習(xí)題與思考題 43

第4章 繼電接觸器控制 44

4.1 電氣原理圖 44

4.1.1 電氣原理圖的繪制原則 44

4.1.2 電氣原理圖中的圖形符號(hào)和文字符號(hào) 44

4.2 電動(dòng)機(jī)的繼電接觸器控制 51

4.2.1 繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 51

4.2.2 單電動(dòng)機(jī)的繼電接觸器控制 55

4.2.3 多電動(dòng)機(jī)的繼電接觸器控制 66

習(xí)題與思考題 67

第5章 PLC控制 69

5.1 PLC基礎(chǔ) 69

5.1.1 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展 69

5.1.2 PLC的分類 70

5.1.3 PLC的基本組成 72

5.1.4 PLC的工作過程 74

5.1.5 PLC的編程語言 75

5.2 西門子S7-200系列PLC硬件系統(tǒng) 77

5.2.1 CPU模塊 77

5.2.2 擴(kuò)展模塊 81

5.3 西門子S7-200系列PLC軟件系統(tǒng) 84

5.3.1 存儲(chǔ)器單元 84

5.3.2 I/O地址分配 88

5.3.3 尋址方式 88

5.3.4 編程軟件 91

5.3.5 常用指令 92

5.4 PLC控制設(shè)計(jì) 112

5.4.1 PLC控制的硬件設(shè)計(jì) 112

5.4.2 PLC控制的軟件設(shè)計(jì) 115

習(xí)題與思考題 117

第6章 控制電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng) 120

6.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng) 120

6.1.1 直流伺服電動(dòng)機(jī)的分類與特點(diǎn) 120

6.1.2 直流伺服電動(dòng)機(jī)的控制特性及驅(qū)動(dòng)方式 122

6.2 交流伺服電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng) 123

6.2.1 交流伺服電動(dòng)機(jī)的分類、結(jié)構(gòu)與工作原理 123

6.2.2 交流伺服電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 125

6.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng) 126

6.3.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的分類和工作原理 126

6.3.2 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn) 128

6.3.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性和性能指標(biāo) 129

6.3.4 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng) 131

習(xí)題與思考題 137

第7章 變頻器 139

7.1 變頻器的分類 139

7.1.1 直接變頻器和間接變頻器 139

7.1.2 電壓型變頻器和電流型變頻器 140

7.1.3 SPWM變頻器 141

7.2 通用變頻器的使用與選擇 143

7.2.1 通用變頻器及其使用注意事項(xiàng) 143

7.2.2 通用變頻器的選擇 144

7.3 西門子MM440通用變頻器 146

習(xí)題與思考題 152

參考文獻(xiàn) 153 2100433B