随着采煤机装机功率和开采能力的提升,牵引部控制系统控制效果的优劣及其机械系统动态性能表现成为影响采煤机工作稳定性的重要因素。目前采煤机牵引部双电机控制方式多采用为主从控制,而由于主从控制同步精度差,存在滞后,导致销轮销轨啮合偏载的情况时有发生,而业内学者对该方面的研究较少,且集中在静态啮合力学特性和轮齿齿廓研究等方面,如行走轮和销轨齿廓对啮合应力大小的影响、行走轮齿的接触和弯曲强度、行走机构运动仿真等等,几乎没有将驱动端电机的控制因素考虑进来,也没有研究前、后销轮销轨的机械耦合关系。本文从动力学角度对采煤机牵引部双电机协调驱动系统的动态特性进行了研究,为了分析采煤机牵引系统在截煤过程中的动态响应,建立了牵引部双电机驱动控制模型和前后牵引机械系统的虚拟样机模型,进而建立了采煤机双电机牵引系统机—电耦合模型,实现了复杂强耦合机电系统的联合仿真,研究工作的主要内容如下:(1)对所研究的MG300/700-WD型电牵引采煤机进行了牵引传动系统参数的选取和匹配,并对齿轮强度进行了校核;针对行走机构非共轭曲面相互啮合导致齿销磨损十分严重的问题,匹配设计了渐开线牵引齿轮与齿条形销轨。(2)根据匹配设计的机构几何参数建立三维实体模型从而建立整机Adams动力学模型,对牵引部传动系统进行了运动学和动力学仿真分析,通过仿真得到了传动系统各级齿轮和销轮销轨间的运动和动态啮合力响应。(3)建立了采煤机牵引电机在三相静止坐标下的动态数学模型,并利用坐标变换结合矢量控制变换,基于Simulink软件搭建了电机的矢量调速模型,结合单电机矢量调速模型,建立了双电机协调控制模型,仿真分析了传统采煤机主从控制的电机响应特性,并在主从控制的基础上提出了改进的同步控制方法。(4)基于双电机控制模型和牵引部虚拟样机模型建立了牵引部机电耦合模型,仿真分析了传统采煤机在正常牵引工况下的系统响应特性,仿真结果表明传统采煤机较多采用的主从控制控制效果差,易导致电机偏载运行,稳定运行时偏载率也达到11.7%,调速过程中偏载率高达61.5%;在此基础上,本文提出了两种同步精度更高的协调控制方法:即交叉耦合控制和并行控制。仿真比较了采煤机在几种典型工况下不同协调控制方法的机电动态响应。