多驱带式输送机变频调速控制技术研究.pdf
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1、第 卷 年第 期 月.多驱带式输送机变频调速控制技术研究高巧玲 魏丽君 秦灿华(.湖南铁道职业技术学院 湖南 株洲.株洲中车时代电气股份有限公司 湖南 株洲)摘 要:多驱带式输送机由于滚筒直径误差、电机特性差异、负荷实时变化等客观因素的存在 导致各台电机在运行过程中易出现输出功率不一致 进而造成设备寿命降低 针对这一问题 提出一种基于高压变频器的异步电机变频调速控制方式 通过设定主从机协同模式 主机采用速度闭环控制方式 从机采用转矩闭环控制方式 从机实时跟随主机的输出功率 保证了两者输出功率一致 并通过现场的实际应用 证明该方法对于控制电机功率平衡的效果非常好关键词:皮带机 异步电机 功率平衡
2、中图分类号:文献标志码:文章编号:()(.):.:收稿日期:基金项目:湖南省教育厅科学研究项目作者简介:高巧玲()女 讲师 研究方向为电机控制通讯作者:魏丽君()男 副教授 研究方向为电机设计与优化 引 言目前 我国矿山运输作业中大部分都是使用电机驱动式带式输送机 目前使用较多的驱动方式有液体黏性离合器()调速、液力耦合器调速、变频调速等方式根据运输皮带型号、运量、运输距离、运输负载、皮带坡度等因素 单条皮带机的驱动系统往往分为单驱(一台驱动电机)、双驱(两台驱动电机)、三驱(三台驱动电机)、四驱(四台驱动电机)甚至更多 而同一条皮带机的多个驱动电机通过皮带和驱动滚桶耦合在一起 工作时必须要保
3、证每台电机的输出功率一致性 否则会出现有的电机处于过载状态 有的电机处理轻载状态 严重影响处于过载状态的电机及相关机械部件的使用寿命 因此 多驱系统中保证每台电机的输出功率的一致性 是皮带输送机安全可靠运行的关键因素文献介绍了一种 的模糊 控制方法 控制方法较复杂 文献和文献分别介绍了一种电流闭环控制方法和转速模糊控制方法 两 卷种方法都能实现电机功率平衡 但调节过程慢 精度不高 且由于液力耦合器本身的限制 无法实现重载起动 文献介绍了一种基于变频调速的主从控制方法 其针对不同电机的刚性连接和柔性连接采取不同的控制方法 由于变频调速技术具有启动转矩大、运行平稳、维护简单 能有效适应空载、重载、
4、功率平衡等不同工况的优点 正逐渐替代其他的驱动方式 成为主流驱动方式 本文主要以异步电机与双电机传动带式输送机的情况进行研究提出一种功率平衡控制方法 既适应于刚性连接又适应于柔性连接 多驱带式输送机及功率平衡影响因素分析 多驱带式输送机系统介绍图 为双驱动滚桶皮带输送机传动系统 该皮带机有两个驱动滚桶 驱动电机通过减速机与驱动滚筒链接 并将电机驱动力矩传递到皮带拖动货物两个驱动最多可以配置四台驱动电机 如果配置两台驱动电机理论上可以在一个滚桶的两端或两个驱动滚桶各一台 考虑系统性能、部件寿命等因素实际往往是两个驱动滚桶各一台的配置方案图 双皮带输送机传动系统多电机传动带式输送机按照驱动电机之间
5、的连接方式可以分为两种:刚性连接和柔性连接 刚性连接是指电机之间的连接基于刚性联轴器、减速器、链条等刚性连接传动装置 这种方式驱动电机之间的耦合程度高 柔性连接是指电机之间的连接并非基于链条等刚性连接传动装置 而仅仅依靠柔性的输送带连接 以三驱系统为例 如图 所示 驱动电机 与驱动电机 通过滚桶、联轴器等耦合 为钢性连接 驱动电机 与驱动电机 通过皮带耦合为柔性连接 一般情况 带式输送机分布式驱动是这两种连接方式的一种 当超过两个驱动电机时往往这两种耦合方式同时存在 驱动电机之间不同的耦合方式 电机间的耦合程度是不同 控制策略上稍有差异图 三驱系统连接方式 影响功率平衡因素的分析根据文献 可得
6、到皮带机电机功率不平衡度表达式如下:()()()()()()其中 ()()()()/、为电动机、的功率不平衡度、为电动机、的转差率、为两电机处皮带速度 为两滚筒直径的不同度 /为两滚筒电动机功率的额定分配比从上述公式中可知 影响电机输出功率平衡度的主要因素有电机转差率和滚筒直径 由于电机制造工艺等因素 两台同型号电机其转差率也必然存在一定的差异 滚筒直径的差异则主要来源于 个方面:滚筒生产过程、滚筒运行磨损量(采用包胶滚筒磨损量差异较大)、滚筒附着物 这些最终都会影响到电机输出功率的平衡度 异步电机控制策略 异步电机转子磁场定向矢量控制异步电机在两相静止坐标系上的电压方程式为 ()期高巧玲等:
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