張斌 王超 陳嬌 董艷艷

摘 要：隨著永磁材料性能的不斷提高和電機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能永磁伺服控制系統(tǒng)在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用，這類控制系統(tǒng)在煤礦系統(tǒng)中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)為：高效節(jié)能、低噪聲、數(shù)字化、智能化。

關(guān)鍵詞：智能永磁伺服控制系統(tǒng)；帶式輸送機(jī)；高效節(jié)能；智能控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.18.066

1 引言

煤礦現(xiàn)有帶式輸送機(jī)系統(tǒng)通常采用異步電機(jī)+液力耦合器+減速機(jī)的模式驅(qū)動(dòng)，經(jīng)過了解，目前煤礦輸送機(jī)的運(yùn)行存在以下問題：

（1）皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)主要采用“異步電機(jī)+液力耦合器+減速機(jī)”的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式。整體傳動(dòng)效率低、能耗大；設(shè)備檢修和維護(hù)工作量大。

（2）控制方法上采用逆煤流起車，每次系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)，后部皮帶都要等前部皮帶運(yùn)行全速后才開始起動(dòng)，前部皮帶存在長時(shí)間空載等料現(xiàn)象。

（3）輸送機(jī)系統(tǒng)輸煤時(shí)不能按皮帶機(jī)實(shí)時(shí)的輕、重載工況進(jìn)行區(qū)分調(diào)速，一直保持全速恒速運(yùn)行。輕載和空載等非有效工作時(shí)間內(nèi)，設(shè)備同樣在快速磨損。

通過上述對煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，結(jié)合煤礦對皮帶輸煤系統(tǒng)向高效節(jié)能發(fā)展和實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)無人值守的控制要求，采用“智能永磁伺服控制系統(tǒng)”替代傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)成為機(jī)械傳動(dòng)行業(yè)的一次技術(shù)變革。

2 智能永磁伺服控制系統(tǒng)與煤礦用傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對比分析

采用智能永磁伺服控制系統(tǒng)直接驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)工作（永磁直驅(qū)電機(jī)系統(tǒng)效率>94%，較前者提高20-35%，如果進(jìn)行調(diào)速控制，節(jié)能甚至達(dá)到50%），省去液力耦合器、齒輪箱，這樣可大大提高工作效率和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)免維護(hù)。

表中：1、年按330天，每天20小時(shí)，每度電按均價(jià)0.7元計(jì)算。

3 智能永磁伺服控制系統(tǒng)介紹

智能永磁伺服控制系統(tǒng)系統(tǒng)由伺服控制器+永磁直驅(qū)電機(jī)組成，電機(jī)通過聯(lián)軸器直接帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)（如圖2所示）。此系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢：

（1）高效節(jié)能。電機(jī)效率達(dá)到一級(jí)能耗（IE4）標(biāo)準(zhǔn)，較“異步電機(jī)+減速機(jī)+液力耦合器系統(tǒng)“效率提高了20%以上，降低了電能浪費(fèi)。

（2）散熱，防塵效果好。電機(jī)絕緣采用國際先進(jìn)的真空灌封技術(shù)，有效解決變頻器供電造成的電機(jī)匝間短路問題。提高繞組整體機(jī)械強(qiáng)度、且防塵、防污效果明顯，在煤礦較惡劣的環(huán)境中，更能突出此系統(tǒng)的優(yōu)勢。

（3）實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、免維護(hù)。 智能永磁伺服控制系統(tǒng)運(yùn)用變頻器控制起動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動(dòng)的緩慢勻速起動(dòng)，避免了電機(jī)起動(dòng)的瞬間大電流給電網(wǎng)帶來的沖擊，以及轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)劇增給傳動(dòng)系統(tǒng)帶來的機(jī)械沖擊，由此降低了系統(tǒng)的電網(wǎng)故障和機(jī)械故障，降低維護(hù)成本。

（4）完善的保護(hù)功能。能夠?qū)崿F(xiàn)對過壓、過流、欠壓、過熱等各種故障的保護(hù)，保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）安裝所需空間小。與傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，永磁直驅(qū)系統(tǒng)在提高系統(tǒng)效率的同時(shí)，也為業(yè)主節(jié)省了大量的安裝空間，減少了硐室的開拓費(fèi)用，見圖1。

（6）自動(dòng)調(diào)速。根據(jù)負(fù)載的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)帶式輸送機(jī)速度。在煤礦系統(tǒng)應(yīng)用中，“煤多快轉(zhuǎn)，煤少慢轉(zhuǎn)”，使皮帶在煤量較少的時(shí)候降低皮帶運(yùn)行速度，煤量增大時(shí)加快皮帶運(yùn)行速度，從而實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的節(jié)能運(yùn)行。

4 結(jié)束語

隨著“低碳環(huán)?！钡睦砟钤诠I(yè)生產(chǎn)中的推廣，降低能量消耗以節(jié)約能源已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的重要方向。

煤礦帶式輸送機(jī)經(jīng)過高效節(jié)能的“永磁直驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式”改造后，通過與智能伺服控制系統(tǒng)配合，將其與皮帶機(jī)各種保護(hù)傳感器、語音通訊、皮帶機(jī)張力檢測，用電參數(shù)檢測等通過工業(yè)環(huán)網(wǎng)與集控室智能輸煤系統(tǒng)控制主機(jī)結(jié)合，以PLC為核心實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件智能控制，可進(jìn)一步提高輸煤系統(tǒng)效率，達(dá)到皮帶機(jī)智能控制和無人值守的控制目標(biāo)。

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作者簡介：張斌（1986-），男，山東肥城人，助理工程師，本科，研究方向：散料輸送。