长距离带式输送机三点驱动控制系统研究

针对目前带式输送机驱动控制研究忽略了输送带的黏弹性对启动过程的影响、不能较好地模拟带式输送机启动过程的问题,分析了输送带的力学特性及黏弹性模型,并选用Voigt模型对输送带进行建模;利用Simulink与AMESim联合仿真平台,分别对带式输送机的机械部分和电动机控制部分进行建模。根据直接转矩控制原理和协同控制思想设计了长距离带式输送机三点驱动控制系统。该系统采用主从控制策略,以头部驱动电动机为主驱动,其余为从驱动,控制带式输送机头部、中部、尾部3个驱动的输出转速和转矩,使得带式输送机以预设速度曲线平稳启动并运行。仿真结果表明,由于输送带的黏弹性作用及带式输送机加速度不断变化,导致带式输送机的负载转矩不断变化,但带式输送机头部、中部、尾部3个驱动均能很好地跟踪预设的启动速度,说明三点驱动控制系统能够很好地控制带式输送机的启动和运行过程。     

带式输送机多机变频驱动功率平衡控制研究

针对多机驱动带式输送机在负荷变化、加减速过程中极易出现因功率不平衡而造成电动机过载甚至损坏等问题,依据转矩分配原则推导出电动机转矩分配公式;采用变频驱动的主从控制方法,主机为速度、磁链闭环的矢量控制,从机为速度级联下的转矩控制,主、从机在转矩分配给定情况下进行转矩闭环控制;建立了功率平衡控制系统模型,并给出了双电动机拖动功率平衡控制系统结构。Matlab仿真结果表明,在负荷变化、加减速过程中各电动机输出转矩可实现按比例分配,证明了功率平衡控制系统的有效性。     

中间卸载式长距离带式输送机驱动控制策略

针对中间卸载式带式输送机在卸载滚筒的驱动控制不当时可能出现滚筒打滑、跳带、输送带松弛、物料堆积、中部和头部电动机功率负载不平衡等问题,提出利用Belt Analyst软件对2种中间卸载式输送机驱动控制方案进行仿真,并通过比较得出最优的多电动机协调方案:离主控制较近的驱动采用扭矩跟踪,相距较远的采用速度跟踪并延迟启动,延迟启动条件设为检测到2%额定带速较合理。为更好地减小输送带的动张力和消除输送带的黏弹性振动,分析比较了匀加速、组合匀加速、组合摆线、组合抛物线等4种速度控制方式的控制曲线和动载荷,得出合理的启动曲线应具有的特征:启动的时间足够长,以保证启动加速度小于规定的加速度;启动加速度较小且没有突变,因为动张力的大小主要取决于加速度最大值。     

多机驱动带式输送机功率平衡控制方法

针对采用液体黏性软启动装置的多机驱动带式输送机在启动过程中各电动机功率不平衡的问题,提出了一种多机驱动带式输送机功率平衡控制方法:利用电流预测算法预测电动机电流,以提高控制响应速度;根据各电动机之间的预测电流偏差,通过比例微分控制算法调节液体黏性软启动装置所配用的控制泵给定频率,进而改变电动机电流,使各电动机电流差控制在一定范围内。现场应用结果表明,在带式输送机空载和重载启动时,该方法均能对电动机过大电流进行抑制调节,实现带式输送机平稳启动和功率平衡。     

带式输送机双机驱动控制系统设计

针对现有带式输送机双机驱动系统采用液力偶合器、液体黏性传动装置等驱动方法导致效率低,且难以保证双电动机速度同步、功率平衡等问题,提出了一种基于直接转矩控制策略的带式输送机双机驱动控制系统的设计方案。该系统采用一整流、两逆变组合式变频器驱动带式输送机,为主从控制方式,主机依据2台电动机额定输出功率比调整输出转矩,从而使系统可以给定转速稳定运行。仿真结果表明,该系统实现了带式输送机双机转速、转矩的同步控制,且功率平衡,具有良好的动静态性能。     

大型胶带输送机多驱动控制策略的研究

以晋煤集团成庄矿的主斜井胶带输送机为例,提出了一种胶带输送机双滚筒、三电动机驱动控制策略。该控制策略采用以Ⅰ驱动滚筒驱动的1号电动机为主驱动,按速度给定,Ⅰ驱动滚筒驱动的2号电动机按力矩跟踪,Ⅱ驱动滚筒驱动的3号电动机按给定速度的1.1倍跟踪,并采用力矩限制的方式对胶带输送机进行控制。仿真实验结果验证了该控制策略的可行性。     

带式输送机张紧系统自适应控制策略研究

科技的进步导致对能源需求量增长,长距离、大运量带式输送机的增量越来越大。张紧系统是带式输送机的重要组成部分,输送带保持合理的张力范围是保证煤矿安全生产和带式输送机稳定运行的关键。通过对输送带驱动系统建立力学模型,得到输送带驱动不打滑最小张力,并通过与保持托辊间输送带合理下垂张力比对,得到输送带最小张力计算方法;并根据带式输送机运行过程分析,得出输送带张紧系统自适应控制策略工作环境及其控制方法,建立了基于模糊PID控制的输送带张力控制模型;通过Simulink对张紧系统自适应控制模型仿真,得到不同载荷下张紧力响应曲线。所建立张紧系统自适应控制方法响应快、超调小,能够满足输送带时变载荷自适应调节的使用需求。     

多机驱动大倾角带式输送机模糊控制算法

针对多电动机驱动的大倾角带式输送机重载启动与停止时物料下滑或滚动等问题,建立了多机驱动大倾角带式输送机模糊控制算法,介绍了大倾角带式输送机总体控制模型、带式输送机的速度设定算法和功率平衡模糊PID参数自整定算法。应用结果表明,该模糊控制算法能够根据煤流量的实时变化自动调节带式输送机的运行速度,速度控制误差小于2%,功率控制误差小于2.5%,能使4台驱动电动机功率趋于一致,实现了四机驱动带式输送机可靠、安全、节能运行。     

带式输送机启动过程动力学仿真研究

在带式输送机启动控制优化问题的研究中,由于带式输送机的输送带是具有粘弹性的弹性体,在多种因素叠加作用下,启动过程中会引起输送带动张力急剧变化,系统可靠性大大降低.另外输送带动张力解析解表达式较为复杂,无法直观看出启动过程中输送带各点所受动张力.为解决上述问题,对带式输送机动张力表达式进行合理简化.利用Matlab对带式输送机在不同加速度启动情况下输送带各点受力情况以及启动过程中振动特性进行了仿真.提出一种新型的组合加速度启动曲线,用求偏导的方法确定了组合系数.上述启动方式降低了带式输送机启动过程所受到的动张力峰值,同时通过延长启动时间可以适当减小振动幅度,从而为带式输送机启动控制优化提供了依据.     

物联网技术下带式输送机多机功率平衡控制

针对目前煤矿多电动机驱动带式输送机对多机功率平衡控制的需求,结合变频调速和物联网技术,提出了一种带式输送机多机功率平衡控制方法,研究了控制系统结构及控制原理。该方法采用变频器调节电动机转速,通过执行器/传感器节点检测电动机转速和定子转矩电流T轴分量,并将检测数据以无线通信方式传输给邻居节点;执行器/传感器节点基于电动机转速和定子转矩电流T轴分量的不一致性来构造控制输入,用于调节变频器给定转速,并通过转速微调实现电动机转速或转矩不一致情况下的多机功率平衡。试验结果验证了该方法可在负载不平衡和负载突变情况下实现多机功率平衡。