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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 嵌入式節(jié)能變頻技術(shù)應(yīng)用在普通車床上的論證研究--以三菱PLC-FX2N在CA6104普通車床應(yīng)用為例
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡(jiǎn)介：
- 在CA6140普通車床中利用變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)該機(jī)床的節(jié)能變頻、軟啟動(dòng)的功效，從而論證在普通車床上嵌入變頻技術(shù)的可行性。
- 詳細(xì)介紹：
- 本文簡(jiǎn)述了變頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，介紹了CA6140普通車床的電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及傳動(dòng)形式的特點(diǎn)，并根據(jù)變頻調(diào)速數(shù)過程的能量傳輸特點(diǎn)，建立了變頻調(diào)速系統(tǒng)在傳動(dòng)過程中的流程，分析了機(jī)床主電機(jī)功率傳輸特性和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)功率傳輸特性及其各部分的能量損耗規(guī)律。通過建立數(shù)學(xué)模型分析了變頻技術(shù)的原理以及嵌入應(yīng)用的優(yōu)越性，并且本文針對(duì)現(xiàn)階段普通車床工作時(shí)高耗能以及啟動(dòng)時(shí)電流過大的現(xiàn)象，提出在把嵌入式變頻技術(shù)移植到普通車床上的新概念，在對(duì)CA6140普通車床上進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果公布在本文有關(guān)章節(jié)中。利用變頻技術(shù)改變CA6140普通車床的變速原理，從而實(shí)現(xiàn)CA6140普通車床節(jié)能變頻的功效，最終論證在普通車床上嵌入變頻技術(shù)的可行性。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 節(jié)能減排觀念已經(jīng)深入人心，更是提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的有效手段。把嵌入式變頻技術(shù)與普通車床有機(jī)結(jié)合，不但能提高車床的工作效率，還能有效的減少不必要的能源浪費(fèi)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 嵌入式變頻技術(shù)，科學(xué)合理的與普通車床相融合，打破的原來車床高耗能、電網(wǎng)沖擊大等缺點(diǎn)，大大提高到了普通車床的節(jié)能的效果。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 從企業(yè)來講，通過嵌入式變頻技術(shù)，大大降低的生產(chǎn)所需能耗的成本，提高了企業(yè)的自身競(jìng)爭(zhēng)力，從社會(huì)來講，運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)完全符合建立集約型社會(huì)的根本要求。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 本文簡(jiǎn)述了變頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以CA6140車床為典型案例，介紹了普通車床的電機(jī)驅(qū)動(dòng)以及傳動(dòng)形式的特點(diǎn)。分析了變頻技術(shù)的原理以及嵌入應(yīng)用的優(yōu)越性，并且針對(duì)現(xiàn)階段普通車床工作時(shí)高損耗及啟動(dòng)沖擊電流大等現(xiàn)象，提出了把嵌入式變頻技術(shù)移植到普通車床上的新概念，通過對(duì)CA6140普通車床的結(jié)構(gòu)研究分析，利用變頻技術(shù)改變CA6140普通車床的變速原理，從而實(shí)現(xiàn)CA6140普通車床節(jié)能變速、軟啟動(dòng)的功效，最終論證在普通車床上嵌入變頻技術(shù)的可行性。
獲獎(jiǎng)情況
- 無(wú)
鑒定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1]葛勝軍.數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)的變頻控制[J].Equiipment Manufactring Technology No.3，2010. [2]朱全印,韓來吉,付云強(qiáng),付侃.數(shù)控機(jī)床主軸變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械2009(9). [3]關(guān)慧.變頻器驅(qū)動(dòng)下的異步電機(jī)設(shè)計(jì)與分析.清華大學(xué)研究生論文.2004.11. [4]杜江.三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)及節(jié)能運(yùn)行技術(shù)的研究.河北工業(yè)大學(xué)博士論文.2007.11. [5]汪勁松,段廣洪,李方義,楊向東,張洪潮.基于產(chǎn)品生命周期的綠色制造技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)[J],2000,5(4):1-8. [6]劉飛,曹華軍,張華.綠色制造的理論與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2005.
同類課題研究水平概述
- 能源在結(jié)構(gòu)和組成上分一次能源和二次能源、可再生能源和不可再生能源。從根本上說，工業(yè)社會(huì)對(duì)能源的依賴主要表現(xiàn)在對(duì)一次能源和不可再生能源的需求上。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度加快，對(duì)能源的需求和消耗也越來越大，同時(shí)直接依賴的一次不可再生能源如煤、石油等的儲(chǔ)量卻正急劇減少。由此，一個(gè)很嚴(yán)重的問題就直接擺在了我們面前，那就是能源危機(jī)。因此，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約能源和提高能源使用效率是人們的必然選擇。 對(duì)于我們要研究的機(jī)床節(jié)能問題。其復(fù)雜性表現(xiàn)為： ①以機(jī)床為主體的機(jī)械加工系統(tǒng)構(gòu)成十分復(fù)雜，造成機(jī)床能耗環(huán)節(jié)眾多，能量損失規(guī)律復(fù)雜。 ②機(jī)床能量消耗與機(jī)械加工系統(tǒng)的“三流”運(yùn)動(dòng)有著密切關(guān)系。以機(jī)床為主體的加工系統(tǒng)在其運(yùn)動(dòng)過程中，總是伴隨著物料流、信息流和能量流的流動(dòng)。 可見，機(jī)床作為一個(gè)系統(tǒng)，伴隨著復(fù)雜的物料、信息、能量以及系統(tǒng)本身固有的系統(tǒng)特性，使系統(tǒng)分析和建模變得非常復(fù)雜。體現(xiàn)了機(jī)床節(jié)能研究的經(jīng)濟(jì)意義和學(xué)術(shù)意義。 隨著世界范圍內(nèi)能源緊張的趨勢(shì)，以減少機(jī)械加工過程中的能源消耗為目標(biāo)的相關(guān)研究也開始逐步成為機(jī)械加工過程功率傳遞、能耗分析、優(yōu)化運(yùn)行和控制研究關(guān)注的重要內(nèi)容，部分學(xué)者對(duì)此開展了相應(yīng)的研究。 例如劉飛等學(xué)者對(duì)普通機(jī)床機(jī)械加工過程中的功率傳遞、能量消耗、效率分析、節(jié)能途徑和能量信息監(jiān)控等進(jìn)行了分析，并提出了普通機(jī)床功率和效率計(jì)算方法，能量信息監(jiān)控的方法和數(shù)學(xué)模型。 例如甘啟義等學(xué)者從理論上研究了電壓、頻率與電機(jī)輸入功率的關(guān)系,提出了波動(dòng)功率排除法和電機(jī)負(fù)載率監(jiān)控法。 例如劉志艷等學(xué)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了車床主傳動(dòng)系統(tǒng)空載功率測(cè)量裝置，用于測(cè)量主傳動(dòng)電機(jī)輸出功率,主電機(jī)自身?yè)p耗功率，根據(jù)機(jī)床的平衡方程式，計(jì)算出車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的空載功率。 隨著變頻技術(shù)的發(fā)展, 變頻調(diào)速系統(tǒng)得到了不斷的完善，已廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域的交流調(diào)速。總結(jié)國(guó)內(nèi)外已有研究，有以下幾點(diǎn)結(jié)論： ①機(jī)床和機(jī)械加工系統(tǒng)的節(jié)能問題研究在國(guó)內(nèi)外越來越重要。 ②機(jī)床節(jié)能技術(shù)和能量研究方面，已有的研究主要集中在能量消耗的分析，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電機(jī)優(yōu)化匹配等各專題方面；但研究相對(duì)比較分散，而從機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究較少。 ③已有節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)研究主要集中在數(shù)控車床上，而缺乏是我國(guó)廣泛使用的普通機(jī)床的節(jié)能技術(shù)的系統(tǒng)研究。
