刮板輸送機(jī)用永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

《刮板輸送機(jī)用永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、刮板輸送機(jī)用用用永磁用永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1.永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的核心是由永磁同步電機(jī)（permanentmagnetsynchronousmotor，以下簡(jiǎn)稱(chēng)PMSM）和專(zhuān)用控制系統(tǒng)組成。1.1.PMSM原理PMSM在結(jié)構(gòu)上是由繞組與永磁體兩部分組成。定子繞組在通電后，同樣激發(fā)了一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子會(huì)跟隨定子磁場(chǎng)，一起旋轉(zhuǎn)起來(lái)。只要轉(zhuǎn)子的負(fù)載轉(zhuǎn)矩不超過(guò)設(shè)計(jì)的最大電磁轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速會(huì)和定子始終保持同步，位置也保持相對(duì)靜止。電機(jī)工作所需的磁通主要是由永磁體提供的，幾乎不需要外界的無(wú)功，所以其功率因數(shù)和效率明顯高于異步電機(jī)。雖然性能也因負(fù)載率變化而變化，但程度小的

2、多。PMSM設(shè)計(jì)時(shí)所受限制很少，可以定制任意轉(zhuǎn)速、形狀的電機(jī)，并保持很好的性能指標(biāo)。1.2.永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)設(shè)備區(qū)別永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是應(yīng)用層面創(chuàng)新的新型系統(tǒng)。它把變頻技術(shù)與PMSM有機(jī)的結(jié)合在一起。將PMSM低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩的特點(diǎn)與變頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)鏈，采用直驅(qū)、半直驅(qū)、傳統(tǒng)等多種方式接入系統(tǒng)，成功的應(yīng)用于煤炭行業(yè)的專(zhuān)用機(jī)械如采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)、皮帶機(jī)、刮板輸送機(jī)、煤層氣抽氣機(jī)等設(shè)備中。充分發(fā)揮了PMSM功率密度大，布局緊湊，體積小等特點(diǎn)。永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)尤其在低速（或零速）滿(mǎn)轉(zhuǎn)矩輸出方面性能優(yōu)越。在皮帶機(jī)、刮板機(jī)設(shè)備的應(yīng)用上，可以完美解決堆煤?jiǎn)栴}、重載啟動(dòng)問(wèn)題可以解決

3、。PMSM與傳統(tǒng)異步機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出曲線(xiàn)對(duì)比2.刮板輸送系統(tǒng)的應(yīng)用2.1.刮板輸送系統(tǒng)現(xiàn)狀分析現(xiàn)階段刮板輸送系統(tǒng)面臨的3大問(wèn)題：
停車(chē)隨機(jī)、環(huán)境影響、負(fù)載變化無(wú)規(guī)律等原因造成的起車(chē)問(wèn)題；
松弛狀態(tài)剛性錨鏈啟動(dòng)瞬間造成的強(qiáng)烈機(jī)械沖擊問(wèn)題；
堆煤、重載啟動(dòng)時(shí)，電網(wǎng)沖擊大、設(shè)備易損壞等問(wèn)題?，F(xiàn)階段刮板輸送系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的幾種軟起方式：
普通液力耦合器啟動(dòng)方式
TTT（閥控充液式液力耦合器）啟動(dòng)方式
CST（可控啟動(dòng)傳輸裝置）啟動(dòng)方式
雙速電機(jī)啟動(dòng)方式
開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式
變頻控制方式未來(lái)階段刮板輸送系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)：
重型化發(fā)展，可以促進(jìn)煤炭集約化生產(chǎn)和高強(qiáng)度開(kāi)采。
智能自動(dòng)化發(fā)展，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)

4、率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。對(duì)刮板輸送機(jī)運(yùn)行過(guò)程監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)工況檢測(cè)和故障診斷。
開(kāi)發(fā)極簿煤層刮板輸送機(jī)，以徹底解決長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)極薄煤層開(kāi)采裝備落后、機(jī)械化程度低、工作面效率低、經(jīng)濟(jì)效益差的局面。2.2.永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在刮板輸送系統(tǒng)上的優(yōu)勢(shì)我公司研發(fā)的永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，采用全矢量變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，可以應(yīng)用于各類(lèi)刮板輸送設(shè)備中。它可以作為刮板驅(qū)動(dòng)的組成部分與其他驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)配合，可以開(kāi)放接口與其他刮板驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兼容。也作為主機(jī)驅(qū)動(dòng)其他控制系統(tǒng)，共同實(shí)現(xiàn)刮板輸送工況要求，改善或解決重載啟動(dòng)、功率平衡問(wèn)題。它還可以作為獨(dú)立系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)單一刮板機(jī)，永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以完成單機(jī)、多機(jī)工作，實(shí)現(xiàn)起車(chē)、停車(chē)和功率平衡功

5、能，并徹底解決重載啟動(dòng)及瞬間過(guò)載問(wèn)題。
變頻器與永磁同步電機(jī)有機(jī)結(jié)合，節(jié)能降耗，綜合節(jié)能效果可以達(dá)到30%以上。
低速大轉(zhuǎn)矩輸出，能夠解決重載、堆煤等問(wèn)題。
啟動(dòng)力矩大，啟動(dòng)電流小，對(duì)電網(wǎng)無(wú)沖擊。
平滑啟動(dòng)可以消除機(jī)械和電氣沖擊，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命。
多臺(tái)設(shè)備共同拖動(dòng)負(fù)載時(shí)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)功率平衡。
系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)，保護(hù)功能完善。2.3.設(shè)計(jì)與布置刮板機(jī)輸送系統(tǒng)由頭輪、尾輪、溜槽、刮板鏈和驅(qū)動(dòng)裝置等主要部分組成，另外還設(shè)有緊鏈裝置和推移裝置。圖圖圖2.1圖2.12.1刮板輸送系統(tǒng)2.1刮板輸送系統(tǒng)永磁變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種新型的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，用以替代傳統(tǒng)的液力耦合或TTT啟動(dòng)方式。下

6、面以一個(gè)含有多臺(tái)驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)作為同步控制的實(shí)例進(jìn)行講解：如圖2.2展示的為四驅(qū)系統(tǒng)，有兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)減速機(jī)共同驅(qū)動(dòng)頭輪，另兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)減速機(jī)共同驅(qū)動(dòng)尾輪，頭輪和尾輪通過(guò)刮板鏈條連接。四臺(tái)變頻控制系統(tǒng)同步驅(qū)動(dòng)四臺(tái)電機(jī)，其中一臺(tái)設(shè)置為主機(jī)，另三臺(tái)設(shè)置從機(jī)。從機(jī)跟隨主機(jī)指令，與主機(jī)共同分擔(dān)負(fù)載。主機(jī)向從機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)矩信號(hào)?？偪嘏_(tái)向四臺(tái)變頻器同時(shí)發(fā)送速度信號(hào)。從機(jī)跟隨主機(jī)運(yùn)行。圖圖圖2.2圖2.22.22.2多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.4.永磁同步電機(jī)百正創(chuàng)源永磁同步電機(jī)是基于成熟的異步電機(jī)和同步電機(jī)而開(kāi)發(fā)出來(lái)的，與傳統(tǒng)的異步電機(jī)和電勵(lì)磁同步電機(jī)最大的不同在于使用了先進(jìn)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，用高效的永

7、磁材料替代了異步電機(jī)的鼠籠轉(zhuǎn)子或同步電機(jī)的勵(lì)磁繞組，有機(jī)的結(jié)合了傳統(tǒng)的異步電機(jī)和同步電機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)。永磁同步電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)采用領(lǐng)先的有限元分析方法，對(duì)電磁特性與負(fù)載進(jìn)行耦合分析，優(yōu)化電磁設(shè)計(jì)和參數(shù)。通過(guò)風(fēng)路和溫度場(chǎng)分析，優(yōu)化散熱性能，減少風(fēng)摩損耗；通過(guò)應(yīng)力場(chǎng)分析，優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高電機(jī)在極端工況下的安全性和可靠性。從而獲得了力矩、效率、功率因數(shù)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、溫升等充分優(yōu)化的永磁同步電機(jī)系列。2.4.1.永磁同步電機(jī)特點(diǎn)
效率高，功率因數(shù)高，高效區(qū)寬廣；
內(nèi)嵌式永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)