刮板输送机永磁同步一体机驱动的应用研究

王家岭煤业18106工作面SGZ1250/3×1200型刮板机以往采用普通鼠笼式电机+液力耦合器+减速器的传统驱动方式,存在传动效率低、能耗高、电流大、发热高、存在无功功率等问题,采用永磁同步一体机驱动对刮板机进行升级改造。实践效果表明：可实现刮板机快速、高效、节能、经济运行,每年产生经济效益约290万元。     

永磁变频驱动系统在刮板输送机上的应用

针对煤矿井下刮板输送机的运行工况以及传统驱动系统存在的一些问题,分析了将高效节能的永磁同步电机及其变频系统应用于刮板输送机上的可行性及优势,进一步提出并解决了应用过程中的几项技术难点。目前受各方面条件制约,永磁变频驱动系统还未能在刮板输送机上实际应用,通过深入分析和结构设计,促使其尽快实现,以期显著提高井下输送设备的生产效率。     

垂直布置永磁变频驱动刮板输送机配套研究

在煤矿综采工作面刮板输送机配套特点分析的基础上,结合垂直布置永磁变频驱动刮板输送机的结构特点,进行了永磁半直驱驱动装置设计研究,提出了刮板输送机的机头、机尾配套设计策略与技巧,总结了垂直布置永磁变频驱动刮板输送机配套的应用优势。     

刮板输送机电机功率分析的探讨

根据综采工作面刮板输送机既有水平弯曲,又有垂直弯曲的特点,推导出重段和空段运行阻力的计算式,并根据测算,认为垂直弯曲阻力对电机功率的影响不能忽略,文中还分析了电动机功率在头尾驱动处的分配问题,并推导出分配比。     

模糊自适应在矿用刮板输送机调速中的应用

矿用刮板输送机工作在煤矿综采工作面,由于非定常落煤造成矿用刮板输送机负荷分布呈现时变性、非线性和强耦合等特点,传统的控制方法难以满足矿用刮板输送机调速要求。采用模糊自适应控制算法,通过自适应模糊推理算法实时调整矢量控制系统的控制参数。在Simulink仿真软件中构建模糊自适应永磁同步电机矢量控制系统在矿用刮板输送机负载下的仿真模型。通过仿真证明,采用自适应模糊推理算法实时调整永磁同步电机矢量控制系统的参数,永磁同步电机矢量控制系统具有更优的动态性能、更强的抗扰能力和鲁棒性。     

刮板输送机多永磁电机串联驱动新模式及关键技术

装备智能化是煤炭行业高质量发展的必然趋势,伴随着煤矿超大采高、超长工作面的建设,刮板输送机不断朝着重型长运距的方向发展,并且永磁直驱已逐渐取代“异步电机+减速器”成为刮板输送机的主要驱动方式,而传统双驱动刮板输送机存在停机率高、煤流分布不均且能耗大、跟踪性能差的问题,尤其长运距下链条张力波动大造成驱动电机电路涌动,已成为制约我国刮板输送机智能化发展的主要难题。根据刮板输送机面临的主要问题和发展需求,提出了刮板输送机多永磁电机串联“驱动-传动”输送新模式,并阐述了多永磁电机串联驱动刮板输送机这一研究领域涉及的关键技术研究现状,包括刮板输送机故障诊断与状态识别技术、多电机串联驱动“机-电”耦合动力学特性、多永磁电机同步控制技术、多智能体自适应协同控制,对于多驱动刮板输送机的设计研发具有一定的适应性和借鉴性;针对刮板输送机多永磁电机串联驱动系统研究面临的难题,将该系统分为4项关键科学技术：(1)多驱动刮板输送机新构型设计;(2)多驱动刮板输送机非线性机-电耦合动力学建模;(3)多驱动刮板输送机链条张力脉动与主动控制;(4)串联驱动刮板输送机主动容错与自适应协同控制;从结构设计与优化、整机运维...     

刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验

为解决刮板输送机传统异步驱动系统因减速器而造成的传动效率低、故障率高、可靠性低等问题,基于永磁同步电机设计了1套输送量可达1 500万t/a的刮板输送机永磁直驱系统,并匹配计算了所需的永磁同步电机功率、转速以及变频控制器容量。根据永磁直驱系统与刮板输送机之间的机-电耦合关系,利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建刮板输送机永磁直驱系统的机-电耦合模型,仿真分析了永磁直驱系统在空载启动、满载运行、多边形效应等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩、三相电流以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。仿真结果表明,永磁直驱系统在刮板输送机启动及负载变化时能够快速响应且比较准确,由于减少了减速器的柔性缓冲,电机输出转速与转矩对负载突变响应波动较大;永磁直驱系统的动态响应在突变负载下与突变量成正相关关系,应当从驱动系统控制算法的优化角度出发减小波动,改善其性能;多边形效应影响系统速度控制的稳定性,机头链轮啮合处的链条更易受到多边形效应的影响。搭建小功率永磁同步电机直驱模拟试验台架,将仿真得到的机械负载特性曲线等效处理后通过测功机加载输入,开展了刮板输送机永磁同步电机直驱系统的模拟驱动试验。试验结果表明,台架试验测得的永磁同步电机动态特性曲线与对应仿真试验得到的永磁同步电机动态曲线的变化规律基本一致,从而从侧面验证了笔者所建立刮板输送机永磁直驱系统机-电耦合模型的正确性。     

永磁驱动技术应用在刮板输送机上的可行性分析

针对刮板输送机启动和运行控制的要求,分析了将永磁驱动技术应用在刮板输送机上的可行性,并提出需要解决提高启动转矩和散热冷却的技术问题。重点介绍永磁驱动技术的工作原理和技术特点。目前,永磁驱动技术在刮板输送机上的应用尚属空白,对其进行深入研究和开发具有重要意义。     

刮板输送机功率平衡控制方案研究

针对刮板输送机机头、机尾电动机功率不平衡问题,采用电流识别负载模式+变频调速方法对机头、机尾电动机进行直接转矩控制,实现机头、机尾电动机输出功率在预设范围内。分析了功率平衡系统结构,在分析功率平衡控制思路以及电动机机械特性的基础上,给出机头、机尾电动机功率配比方案以及功率平衡系统设计框图,为后续的功率平衡控制系统试验提供理论依据。     

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。     

永磁调速型偶合器在刮板输送机上的应用分析

永磁调速型偶合器有其独特的软启动技术优势,通过对其原理、功能、技术特点的分析以及与刮板输送机现有软启动技术的对比,分析、探讨了永磁调速型偶合器应用于刮板输送机上的优势及发展前景。     

基于2阶低通滤波的永磁同步电机滑模控制

采用基于2阶低通滤波的永磁同步电机滑模控制的控制策略,运用低通滤波和锁相环法进行转子速度和转子角度的估算,并用角度补偿法提高转子角度估算的准确性。仿真结果表明,无论永磁同步电机是在空载还是在额定负载下运行时,在允许的误差范围内,转子的转速和位置的估计值都能够稳定快速地收敛到实际值。     

永磁直线电机驱动的提升系统仿真研究

提升运输系统主要应用在地面提升即高层建筑的电梯和地下提升——矿井提升机两个方面。传统的提升系统由于存在诸如速度、高度等限制,已无法满足高层建筑或深井提升的需要,以永磁直线同步电动机驱动的提升系统由于：（1）井筒的深度不受设备的限制．可以不要暗井;（2）驱动速度不受限制．设备数量减少,提升系统简化,减少占用空间;（3）缩短整个施工工期和基建费用,节约电能等特点,可有效解决超高层建筑提升输送人和物的难题,先后得到国家自然科学基金和省自然科学基金、煤炭部等多项资助。     

永磁同步电动滚筒在下运式带式输送机中的应用

永磁直驱系统具有效率高、能耗低的优点,系统免维护,调速性能优越,具有丰富的通信功能。通过研究分析,决定对高阳煤矿下运带式输送机采用永磁同步电动滚筒技术方案。重点对传统驱动装置与永磁同步电动滚筒进行了技术分析,实际运行显示了永磁同步电动滚筒的优越性。     

永磁同步电机及其控制方法研究

永磁同步电动机随着其自身的性能的不断提高而得到了广泛的应用,尤其是在自动化生产的过程中,其优越的性能更得到了发挥。因此在永磁同步电机的控制问题上技术人员尝试了多种方法,也各有所长。文章以一种复合控制的方法为代表,介绍了电机的特性和控制思路。     

永磁调速技术在皮带输送机领域的应用研究

针对目前大功率皮带输送机调速驱动控制系统在应用过程中存在现场安装调试难度大、系统原理复杂、维修保养时间长、备件占用资金多以及对周围环境有不良影响等实际情况,通过分析永磁调速器的结构原理、性能及特点,提出永磁调速器作为一种新型调速控制装置可取代变频器和液力耦合器,应用于大功率皮带输送机更可靠、更适用。该调速器通过现场的使用,完全满足设计的要求,给用户带来良好的经济效益。     

基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机控制系统研究

为提高电动机在空载或轻载状态下的运行效率,达到节能降耗的目的,研制了一套基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机的控制系统,阐述了该系统的结构。与传统的带式输送机控制系统相比,该系统在节能效果、重载启动、后期维护等方面有明显改善,为我国煤炭工业的节能降耗提供了技术和装备支持。     

基于DSP永磁直线同步电动机驱动垂直运输系统的全数字控制系统的研究

提出一种基于数字信号处理器的永磁直线同步电动机驱动垂直运输系统的闭环矢量控制系统实现方案,介绍了系统硬软件结构。该系统以DSP F240为核心,采用功率变换器和驱动电路,实现了全数字PWM控制。实验结果表明,系统保护完善、结构简单有效。     

永磁同步电动机电流广义预测控制

在对永磁同步电动机传动系统分析的基础上,建立了系统CARIMA(受控自回归积分滑动平均)模型,基于广义预测控制原理,设计了预测PI速度控制器,并采用递推最小二乘法对模型参数进行了辨识。