摘 要：伴隨著我國(guó)科技水平的發(fā)展，輸送設(shè)備有了新的進(jìn)展，多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)被廣泛使用。多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)傳動(dòng)控制應(yīng)遵循原則、特點(diǎn)及影響因素，提出幾種多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)傳動(dòng)控制方式。

關(guān)鍵詞：多電機(jī)驅(qū)動(dòng);帶式輸送機(jī);傳動(dòng)控制

引言

帶式輸送機(jī)又被稱為膠帶輸送機(jī)，與其他運(yùn)輸方式相比，帶式輸送機(jī)輸送距離遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維護(hù)成本較低，隨著我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)優(yōu)化，生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，使得原有的單機(jī)驅(qū)動(dòng)體系下的帶式輸送機(jī)越來(lái)越難以滿足實(shí)際的使用需求，為了增強(qiáng)帶式輸送機(jī)的傳輸能力，確保動(dòng)力供應(yīng)的充足性，文章將多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)作為主要研究對(duì)象，在科學(xué)性原則、實(shí)用性原則的框架體系下，進(jìn)行傳動(dòng)裝置控制體系的構(gòu)建與優(yōu)化，以期進(jìn)一步發(fā)揮多電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式下帶式傳輸機(jī)的運(yùn)行效率。

1多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)

多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)除了要考慮一般單電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)的要求，例如，起動(dòng)時(shí)皮帶的負(fù)荷變化范圍很大，皮帶不要受到很大的張力突變等，還要解決各電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的同步和負(fù)載平衡。國(guó)內(nèi)有很多皮帶運(yùn)輸機(jī)，起動(dòng)時(shí)常常發(fā)生其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)過(guò)載跳閘的情況，甚至造成電動(dòng)機(jī)或皮帶等機(jī)械設(shè)備損壞的情況，就是由于各電動(dòng)機(jī)負(fù)載極不平衡引起的。

2多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式傳送機(jī)的傳動(dòng)控制原則

2.1科學(xué)性原則

在對(duì)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)控制的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)首先保證控制方案設(shè)計(jì)符合科學(xué)理論。要從科學(xué)性角度對(duì)傳動(dòng)控制的流程及傳動(dòng)過(guò)程可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行全方位考察，使傳動(dòng)控制方案過(guò)程符合自動(dòng)控制系統(tǒng)相關(guān)理論知識(shí)。只有遵循這一原則，方案設(shè)計(jì)人員才能通過(guò)既有資源實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能，真正推進(jìn)帶式輸送機(jī)控制模式的優(yōu)化升級(jí)。

2.2實(shí)用性原則

由于多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)中傳動(dòng)控制模式的內(nèi)容多樣，操作環(huán)節(jié)較多。為了適應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)狀況，多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)中傳動(dòng)控制模式的相關(guān)操作之中，就要盡可能的增加多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)中傳動(dòng)控制模式方案的容錯(cuò)率，減少外部環(huán)境對(duì)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)中傳動(dòng)控制模式的影響。

3帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

大型帶式輸送機(jī)是指長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速、總裝機(jī)功率達(dá)數(shù)百至上千千瓦的帶式輸送機(jī)。隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，這種大型帶式輸送機(jī)愈來(lái)愈多。由于輸送帶是一粘彈性體，在起動(dòng)和制動(dòng)停車(chē)階段，輸送帶的各點(diǎn)在不同時(shí)刻的瞬時(shí)速度及應(yīng)力都在變化，在遇到共振條件的部位還會(huì)產(chǎn)生共振，不僅使輸送帶的應(yīng)力增大，還加速了托輥的損壞。因此，設(shè)計(jì)大型帶式輸送機(jī)，需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，才能設(shè)計(jì)出既安全可靠、又造價(jià)低的產(chǎn)品。

4多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)控制方法

4.1變頻器控制的方案

解決各電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行時(shí)的同步和負(fù)載平衡問(wèn)題可采用變頻器來(lái)控制，如果帶式輸送機(jī)的每臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)都用矢量控制型的變頻器來(lái)控制，組成如圖1所示系統(tǒng)具有最好的工作性能。圖1中示出的是二臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)。由于二臺(tái)電動(dòng)機(jī)由同一條皮帶聯(lián)接在一起，因此它們有相同的速度，如果速度不同，則皮帶必定發(fā)生打滑。在本系統(tǒng)中速度反饋給變頻器1的速度調(diào)節(jié)器構(gòu)成速度閉環(huán)系統(tǒng)，其速度調(diào)節(jié)器的輸出除了給自身的電流調(diào)節(jié)器作電流給定值外，同時(shí)也給變頻器2的電流調(diào)節(jié)器作為電流給定值，因此可以保證二臺(tái)變頻器輸出相同的電流給各自的電機(jī)，從而保證二臺(tái)電機(jī)負(fù)荷平衡。如果為四象限的變頻器，那么這樣的系統(tǒng)還適合于向下傾斜的帶式輸送機(jī)。向下傾斜的帶式輸送機(jī)在停車(chē)時(shí)，由于重力作用，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)要回送能量給變頻器系統(tǒng)，四象限變頻器可以將此能量回饋給電網(wǎng)，同時(shí)對(duì)電機(jī)起到制動(dòng)作用。

變頻器驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)固然是一種技術(shù)先進(jìn)的方法，但成本太貴，特別是在井下生產(chǎn)中的應(yīng)用更受到限制，目前國(guó)內(nèi)甚至國(guó)際上還沒(méi)有6kV等級(jí)以上的防爆變頻器。是否有既能滿足帶式輸送機(jī)技術(shù)要求，成本又較便宜的方法呢？采用具有速度反饋控制和電流閉環(huán)控制功能固態(tài)軟起動(dòng)器可以很好地解決多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)的控制問(wèn)題。

4.2帶速反饋閉環(huán)控制的固態(tài)軟起動(dòng)控制方案

基于現(xiàn)階段多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī)主要應(yīng)用于礦石傳輸?shù)壬a(chǎn)場(chǎng)景，文章以固態(tài)軟起動(dòng)控制方案作為另一個(gè)研究重點(diǎn)，在使用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶式傳輸?shù)倪^(guò)程中，為了避免電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于電力網(wǎng)絡(luò)的沖擊，延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的使用壽命，傳輸效率與傳動(dòng)控制準(zhǔn)確性。在固態(tài)軟起動(dòng)體系中，技術(shù)人員在實(shí)用性原則的引導(dǎo)下，對(duì)電機(jī)型號(hào)進(jìn)行選擇，確保傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)所有電機(jī)的運(yùn)行功率處于同一水平，在此基礎(chǔ)上，在每臺(tái)電機(jī)上安裝測(cè)速裝置，并將其輸出頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行銜接，并將各個(gè)軟啟動(dòng)器獲得同一速度反饋信號(hào)，在獲取反饋信號(hào)的基礎(chǔ)上，逐步將反饋信號(hào)轉(zhuǎn)化為0-5V或者0-2-mA信號(hào)，通過(guò)隔離器將輸出信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，并分別傳送到固態(tài)軟起動(dòng)器反饋端口，形成一個(gè)電機(jī)速度閉環(huán)控制系統(tǒng)，保證被控制的電機(jī)速度能夠始終處于合理的范圍之內(nèi)，確保每一臺(tái)電機(jī)都切實(shí)符合實(shí)際的傳動(dòng)功率要求，提升控制工作的精確性。

4.3輸送機(jī)功率不平衡控制方法

（1）電機(jī)直聯(lián)制動(dòng)減速裝置。這種方式通過(guò)高速聯(lián)軸器的連接將電機(jī)與制動(dòng)減速裝置連為一體，通過(guò)變頻器的作用實(shí)現(xiàn)功率平衡。這種方法的優(yōu)勢(shì)在與操作簡(jiǎn)單、功率調(diào)節(jié)精準(zhǔn)、適用電機(jī)種類(lèi)多等優(yōu)勢(shì)，但其不足之處也同樣明顯，如電機(jī)不可在空載狀態(tài)下啟動(dòng)、運(yùn)行環(huán)境限制較多、維護(hù)工序復(fù)雜等，因而在環(huán)境較為惡劣的礦井等區(qū)域不宜使用。

（2）液力耦合器連接方式。這種方式通過(guò)高速聯(lián)軸器將電機(jī)與液力耦合器相連，隨后將聯(lián)軸器與減速器相連并將這一系列結(jié)構(gòu)最終連接到傳動(dòng)滾軸中。這一方式首先対系統(tǒng)內(nèi)各電機(jī)的電流大小進(jìn)行檢測(cè)，在將數(shù)據(jù)傳至控制系統(tǒng)，隨后又控制系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)電流情況向液力耦合器發(fā)出指令，操作減速器通過(guò)調(diào)節(jié)滾軸轉(zhuǎn)速完成對(duì)電機(jī)電流的均勻分配，從而實(shí)現(xiàn)各電機(jī)功率的平衡。因此，這一方式實(shí)現(xiàn)平衡主要是通過(guò)調(diào)節(jié)電流方式的方式完成。

5.結(jié)語(yǔ)

帶式輸送機(jī)是生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，從它所負(fù)擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)、本身的投資及電能消耗等各方面都影響極大。因此，安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。由于其機(jī)身長(zhǎng)、運(yùn)量大、帶速高，設(shè)計(jì)中有很多問(wèn)題要考慮，其中，起動(dòng)和制動(dòng)問(wèn)題是核心，在這個(gè)核心中，動(dòng)態(tài)分析及驅(qū)動(dòng)裝置的配備是最重要的。選用驅(qū)動(dòng)裝置要綜合考慮許多方面的因素，其中可靠性高是有決定意義的，因?yàn)樵陉P(guān)鍵部位上的設(shè)備，因設(shè)備故障停車(chē)造成的生產(chǎn)損失是巨大的。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫少杰，吳剛.多電機(jī)驅(qū)動(dòng)的帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)控制[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（3）：205.

作者簡(jiǎn)介：

劉杰，男（1987年10月），畢業(yè)于西安理工大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，本科學(xué)歷，國(guó)家注冊(cè)安全工程師，國(guó)家注冊(cè)一級(jí)建造師，中級(jí)職稱，現(xiàn)就職于陜煤集團(tuán)神木檸條塔礦業(yè)公司.