刮板输送机变频控制技术研究

分析了刮板输送机控制技术现状,研究了刮板输送机工况及变频器的性能,提出了主从控制、主控速度、从跟转矩、多电机功率协同的刮板输送机变频控制方法。变频控制的刮板输送机可在恒速下根据负载变化主动调节变频器输出,实现电机输出转矩与负载的匹配,实现刮板输送机无级软起动、降低电网冲击、减少机械冲击、平稳运行的目标。     

矿用变频调速一体机CANopen通信技术研究

针对刮板输送机使用的变频调速一体机协同控制所需通信系统不完善、开放性差等情况,提出了基于CAN通信标准协议——CANopen规范的一体机协同控制通信系统设计方案,分析了CANopen标准通信协议的规程,利用监控单元嵌入式微控制器STM32F407的串口外设驱动CANopen集成通信单元GCAN-305,完成了矿用一体机CANopen通信接口的软硬件设计。实验表明,基于GCAN-305开发的通信接口符合CANopen协议规程,可满足矿用一体机协同控制数据通信可靠性与标准化的需求。     

刮板输送机双机变频驱动功率平衡控制研究

针对双机驱动时刮板输送机易出现驱动功率不平衡现象,以某矿重型刮板输送机为例,研究了双机驱动时刮板输送机的负载特性曲线,同时基于MATLAB/Simulink软件建立刮板输送机仿真模型,分析了负载及启动间隔是刮板输送机功率不平衡的影响因素,并提出了一种模糊PID控制技术。经过现场试验得出,该技术能够有效改善双电机驱动时刮板输送机由于电机的差异性引起的功率不平衡现象,保证设备的正常使用。     

双驱动刮板输送机功率智能协调控制系统研究

为了实现双驱动刮板输送机运行过程中两电机功率的智能协调控制,平衡两端链轮啮入点和啮出点的动张力,分别测试和提取刮板输送机运行时两端电机的电流信号,采用应变片测试刮板啮入和啮出链轮时的动张力,通过模糊PID变频调速方法对电机转速进行智能调节控制,实现机尾电机对机头电机驱动力的有效补偿,保证两端电机功率以及链轮张力差值的平衡。通过实验测试结果表明:刮板输送机智能协调控制系统可有效地实现两端电机的功率平衡调节,两端链轮的张力差值基本保持一致,为提高刮板输送机的工作效率和延长其使用寿命提供了一种重要的技术手段。     

刮板输送机磁力软启动及功率平衡控制研究

针对刮板输送机现用软启动装置的缺陷,提出了一种用于刮板输送机磁力软启动装置,具有缓冲启动、环保、节能等优点。依据磁力软启动的工作原理,分析了将其运用于刮板输送机软启动的可行性。基于电机电流设计功率平衡方案,利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,对控制系统进行仿真,并分析在电机负载突变情况下的功率平衡控制。     

永磁同步电机驱动刮板输送机协同控制

针对刮板输送机负载突变时首、尾电机功率不能平均分配的问题,提出一种永磁同步电机(PMSM)驱动刮板输送机的偏差耦合控制方案。通过建立永磁同步电机的数学模型,分析永磁同步电机的速度、电流双闭环矢量控制策略,得出可采用改变两电机给定转速差的方式控制两电机转矩。通过采集两电机反馈电流,计算出两电机转矩差,使用偏差耦合算法得到两电机的速度补偿信号,调节两电机转速,实现对两电机转矩的调节。实验结果表明,采用协同控制策略后,当刮板输送机负载发生突变,两电机转速能够迅速调整,转矩在0.4 s内接近相等,且两电机转矩百分比差值维持在10%以内,基本实现功率的平均分配。     

基于PLC的刮板输送机变频控制系统设计

针对大功率刮板输送机平稳启动和经济运行等实际需要,基于S7-1500 PLC设计了一种高性价比、结构简单、维护使用方便的变频控制系统。该系统采用S7-1500 PLC的PROFINET架构,利用分布式I/O实现对不同ET200SP从站的实时监控。根据机头、机尾间的功率平衡,利用S7-1500 PLC与高压变频器建立的Modbus主、从通信,由实际负载控制机尾电机的电压频率,再根据机尾电机的实际输出转矩调节机头电机的转速,使刮板输送机在不同负载条件下平稳启动。     

基于散体力学的刮板输送机驱动负载研究

准确计算刮板输送机驱动负载是部件可靠性研究的基础。以散体力学理论为基础对刮板输送机运输负载进行数值计算;采集刮板输送机空载地面运行试验与矿井下驱动电机电流数据,分析刮板输送机负载变化,完善刮板输送机负载计算理论。     

矿用刮板输送机垂直冲击下负载电流特性研究

矿用刮板输送机在运行过程中易受液压支架推移不齐、采煤机截割底板不平的影响，承受着多种类型冲击，其中垂直方向的冲击作用最为明显，造成刮板输送机传动系统磨损严重、驱动电机功率不平衡等问题。笔者通过分析刮板输送机垂直冲击的形成原因，计算了不同垂直冲击作用下刮板输送机的运行阻力，建立了刮板输送机传动系统的垂直冲击仿真模型，并对刮板输送机在中部槽间隙、中部槽凸起弯曲、中部槽凹陷弯曲等工况下的冲击负载电流情况进行了仿真分析，结果表明：中部槽间隙越大，中部槽与中板发生的撞击就会越强烈，对刮板输送机传动系统的冲击越明显；垂直冲击产生的负载电流峰值与中部槽凹陷或凸起弯曲程度呈正相关；相邻中部槽最大弯曲角是决定刮板输送机冲击负载电流突变峰值及冲击稳定后负载增量的主要因素；中部槽凸起和凹陷弯曲产生的冲击对系统运行阻力的影响程度最大约为12%，是影响驱动系统电机功率不平衡的主要因素。在煤矿井下搭建了刮板输送机冲击负载监测平台，开展了不同垂直弯曲角度下的冲击负载电流监测试验，结果表明：不同程度的垂直冲击均使刮板输送机传动系统电机负载电流产生明显波动，且在短时间内，冲击电流峰值最高可达正常工作电流的1.5倍，对刮...     

基于BP神经网络的刮板输送机变频控制系统优化研究

针对刮板输送机的负载预测,利用电动机电流为表征量,设计了一种预估电机定子电流的BP神经网络模型,并用于刮板输送机的变频控制优化。以称重信号和电机电流为输入,通过BP神经网络开发预测刮板输送机负载的非线性控制模型。根据预估的负载电流,通过变频控制优化主从驱动电机的工作状态,使刮板输送机的转矩与负载状态相匹配,降低电能损耗。根据主从驱动电机的使能,干预采煤机截割,使其匹配刮板输送机工作状态,提高煤矿生产效率,并降低过载或重载引起的故障率。     

多点驱动带式输送机功率平衡机制研究

针对多点驱动带式输送机功率不平衡降低输送效率及生产寿命问题,对多电机间的协调控制进行研究。对传统偏差耦合多电机协调控制结构进行了改进,增加了基于转速功率控制的同步误差补偿器,通过求取所有电机的平均转速和单台电机的转速差,利用PI控制器,同时结合每台电机的系统转速跟踪误差,反馈补偿到每台电机的控制回路进行多电机协调控制。仿真结果表明,系统可以在负载变化扰动的情况下有效降低各电机的同步误差,特别是对系统刚启动时负载不均衡导致的电机功率不平衡问题,改进结构可以有效实现多电机间的功率平衡分配。     

刮板输送机—采煤机协同调速系统研究

为了保障矿井安全、快速运输,采用S7-300 PLC,分析了试验平台硬件配置和通信连接,采用WinCC设计了协同调速监控平台,进行了协同速度规划和跟踪试验以及刮板输送机负载电流对比,试验结果表明,刮板输送机负载电流精度为93%,完成了刮板输送机—采煤机协同调速的功能,避免了刮板输送机煤量的堆积,有效控制了刮板输送机负载恢复的稳定。     

刮板输送机变频驱动系统的应用研究

刮板输送机是煤矿工作面中最关键的机电设备之一,其运行稳定性会对采煤效率产生重要影响。结合刮板输送机实际情况对其变频驱动系统进行了详细设计,系统可以对机头和机尾的电机转矩进行检测,并基于检测结果对机尾电机的输出功率进行调整,实现2个电机之间的功率平衡。启动阶段可根据系统内置的S形曲线模式实现软启动。系统中使用的PLC控制器、变频器以及传感器型号依次为S7-1200、VFD015C43A和LONGLV-WTQ803。将变频驱动系统部署到矿井工程实践中,现场测试发现取得了较好的效果,机头和机尾的电机功率可以实现协调与平衡,创造了良好的经济效益和安全效益。     

煤矿采运一体化机械设备协同调速系统研究

针对煤矿采运一体化机械设备在负载变化大和恶劣条件下存在运行能耗大、事故频发等问题,研究了煤矿采运一体化机械设备协同调速系统,分析了刮板输送机和采煤机的结构以及刮板输送机和采煤机的配套过程,设计了刮板输送机—采煤机协同调速控制系统总体构架,并分析了刮板输送机载调速系统、采煤机机载调速系统和巷道远程协同调速系统等3个子系统。研究提高了煤矿的工作效率和提升了煤矿安全度。     

大功率多驱动带式输送机的节能研究

煤矿大功率多驱动带式输送机经常在轻载下运行,输送机所需驱动功率较低,导致其电动机能耗较高,系统功率因数较低,为此进行了改造。介绍了输送机全机启动、双机助力降耗运行的设计思路和改造方案。改造后取得显著的节能效果。     

刮板输送机应用液压驱动的可行性研究

针对煤矿刮板输送机工作特点及现有驱动装置的不足,设计一种新型液压驱动装置。基于负载敏感原理设计该液压驱动系统,阐述其工作原理及功能特性。采用比例插装阀对该系统进行优化设计,使其满足高压、大流量的工作要求。研究结果表明刮板输送机应用液压驱动具有原理和功能上的可行性,且具有明显优势。该液压驱动装置的提出弥补了刮板输送机液压驱动方式的空白,为刮板输送机新型驱动装置的开发提供参考。     

刮板输送机电液控制器的开发

 为了满足大功率采煤机的配套要求,工作面刮板输送机正逐步向大功率、大运量和可靠性方向发展,因此,对刮板输送机的监控显得非常重要。本文提出了一种基于RS485总线控制的刮板输送机电液控制器,详细介绍了系统组成和软硬件设计。电液控制器采用ATmega128为核心,实现了对减速器的油温、轴承温度、动态高温油位、冷却水流量和冷却水压力的实时监测,还实现了刮板输送机链条张紧力、马达转速、链轮链速、链轮转矩和供液系统压力的实时检测,同时通过机头液压马达和机尾液压缸对链条的张紧程度进行控制.。本文对井下工程技术人员能够实时地监控刮板输送机的工况,具有重要的工程意义。     

基于PLC的刮板输送机链条保护系统设计

以某型刮板输送机为研究对象,对刮板输送机主要结构及运动方式进行分析,基于PLC设计了刮板输送机链条保护系统,并对刮板输送机链条保护原理及控制程序进行研究和分析。结果表明,刮板输送机链条的张紧程度对链条实际使用寿命及故障率影响较大,该保护系统可以对刮板输送机张紧装置进行实时智能化控制和调整,从而实现对刮板输送机链条的保护,为刮板输送机及其他煤矿装备自动智能化控制及升级、刮板输送机链条故障率降低和使用寿命的延长提供理论依据。     

矿用刮板输送机变频驱动优化设计与应用研究

针对矿用刮板输送机传统驱动系统存在的缺陷问题,基于变频技术对其驱动过程进行优化设计。优化的变频驱动方案中,将机头部位的2部电机等效成1部电机,同时在机头和机尾分别设置1台变频器,2台变频器同时接受S7-200型PLC控制器的控制。基于内置的S形曲线启动方式可以实现刮板输送机的软启动,降低对设备造成的冲击。在PLC控制器的作用下可以实现机头和机尾电机的电流保持相同,进而实现功率平衡。对变频驱动系统中涉及的电路及软件程序进行了详细的分析。将设计的变频驱动系统部署到工程实践中,取得了较好效果,为采煤效率的提升奠定了基础。