摘要：针对传统异步电机驱动和液压绞车张紧带式输送机存在的传动效率低、运行维护困难、张紧响应慢等问题,设计了一种集永磁电机直驱与永磁张紧于一体的全永磁驱动带式输送机,制定了全永磁驱动系统矢量控制策略与机-电耦合动力学模型;利用Matlab/Simulink建模仿真与煤矿井下现场试验相结合的方法,研究了全永磁驱动带式输送机在空载启动、满载启动、变载运行等工况下的矢量控制策略与机-电耦合动力学行为。结果表明:全永磁驱动带式输送机在多种工况下均能实现转矩与转速的快速响应和动态调节,具有良好的动态特性;多台电机间可维持功率平衡与同步传动,具有较强的抗干扰能力;永磁张紧装置可以实现张紧力动态调节,有利于提高带式输送机驱动效率、张紧响应速度以及整机协调可控性;全永磁驱动系统可实现对带式输送机的智能驱动与动态张紧,在机-电耦合动力学行为仿真试验与现场试验中得到的电机动态特性规律基本一致,表明其可满足煤矿井下带式输送机实际工况需求,具有较高的推广应用价值。

摘要：带式输送机作为煤矿井下主煤流运输装备,目前正朝着重型化和智能化的方向发展。传统异步驱动系统和液压张紧装置存在电动机工作效率低、能耗高、维护困难、液压缸易泄漏和张紧滞后等问题,难以满足矿用重型带式输送机高效、智能、可靠的驱动技术要求。以内蒙古某矿 3 km 长顺槽带式输送机为例,开展了驱动系统和张紧装置的永磁改造设计及应用研究。在尽量不改变输送机原有结构及参数的基础上,设计了包含 3 台永磁同步电动机及其变频驱动器、1 套永磁电张紧装置、1 台综合控制器的永磁直驱与永磁张紧一体化系统,并在煤矿井下完成了设备安装及应用。结果表明,经永磁改造后的带式输送机可解决原输送系统存在的种种问题,具有良好的动态响应特性,提高了煤炭的开采量,增加了煤矿的经济效益。

摘要：矿用带式输送机传统驱动系统存在传动线路长、传动效率低、可靠性不高等技术不足,针对传统驱动系统的不足,设计了一种集多点永磁直驱与永磁张紧于一体的带式输送机永磁智能驱动系统,并通过仿真试验和现场应用验证了其可行性。对带式输送机永磁智能驱动系统的结构进行了设计,并基于传感器矢量控制永磁电机驱动系统的技术特点,提出了带式输送机永磁直驱系统的双闭环矢量控制、柔性启动与多机协调控制,永磁张紧系统的三闭环控制与打滑抑制等控制策略。在此基础上,利用MATLAB/Simulink软件构建了带式输送机永磁智能驱动系统的仿真模型,通过仿真分析在理论层面验证永磁智能驱动系统的正确性。通过现场应用实例与经济效益分析,验证了永磁智能驱动系统的优势。仿真分析与现场试验结果表明,带式输送机永磁智能驱动系统的多种控制策略在保证带式输送机重载柔性平稳启动的同时,也有效减小了启动时动张力对胶带的冲击损伤;可实现带式输送机的多机转矩平衡,能够解决多点驱动功率分配不均带来的问题;张紧系统与驱动系统协调性良好,可实现快速张紧,同时在发生打滑时张紧系统可快速响应消除打滑带来的不利影响。与传统的异步电机驱动系统相比,永磁智能驱动系统可大幅度提高带式输送机的智能化程度,有利于推进矿山装备的智能化发展。

摘要：带式输送机设备的传动链过长,易使电机传动效率持续下降,导致永磁体元件损毁程度加重。为解决此问题,提出基于伺服控制策略的带式输送机永磁直驱控制技术方法。根据永磁同步电机工作原理,建立稳定的三相静止坐标系,通过空间矢量调制的方式,设计基于伺服控制策略的永磁同步电机数学模型。在此基础上,借助电机磁路结构,分析气隙磁密波形,利用主要电磁参数计算结果,实现带式输送机永磁直驱控制技术方法设计。对比实验结果表明,与变频式控制手段相比,伺服控制策略可有效弥补输送机传动链过长的弊端,在解决电机传动效率过低的问题的同时,减轻永磁体元件的实际损毁程度。

摘要：针对带式输送机永磁驱动系统采用PID控制器进行控制时电机的控制性能差和采用多电机驱动时电机间转速不同步、稳定性差等问题,提出了带式输送机多永磁电机驱动系统自抗扰同步控制策略。基于自抗扰控制(ADRC)技术设计了2种调速控制策略,并搭建仿真模型进行了对比试验;随后结合模糊PID控制技术对传统偏差耦合控制进行结构改进,并以矿用带式输送机多永磁电机驱动系统为控制对象,开展基于主从、传统偏差耦合和改进型偏差耦合同步控制结构的仿真。结果表明,基于二阶ADRC和改进型偏差耦合控制结构的带式输送机多永磁电机驱动系统同步控制策略具有更好的抗干扰能力、控制精度和同步性,有利于带式输送机平稳高效的安全运行。