[发明专利]一种截割调速系统及掘进机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别是指一种截割调速系统及掘进机。

背景技术

在煤矿巷道掘进过程中，由于煤层结构复杂，软硬程度变化没有规律。为了适应井下的复杂工况，很容易想到：对于硬煤层采用低速大转矩截割，而对于软煤层，则采用高速截割，以提高截割效率。但由于工艺、强度等方面限制，目前的掘进机仅能做到2-4级的速度调节，并不能实现截割输出转速、转矩与煤层软硬度的完美匹配。此外，在现有技术中，现有的截割系统通常采用单(双)速电机与单(多)速比变速箱机械啮合，根据操作人员个人经验、电流检测值等手动或者自动完成2～4级调速。大多通过手动操作进行高低速切换和掘进速度控制，截割电机在超载、欠载等较大范围内波动，不利于提高工作效率和可靠性。

在现有技术中的截割调速系统存在以下问题：1、变极调速电机的体积大，制造技术难度大，属有极调速；2、齿轮的啮合，配合双速电机，最多只能拥有4种不同的转速，且多速比减速机稳定性差；3、无法实现截割头转速、转矩连续无极调节；4、调速切换大多凭借个人经验，判定模糊、不精确。

发明内容

本发明提出一种截割调速系统及掘进机，利用变频器改变截割电机的输出转速、转矩，从而能够实现无极调速。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种截割调速系统，应用于煤炭掘进领域的掘进机中，包括：

变频器，用于接收电源电流，并对电流的幅值进行调节；

截割电机，与所述变频器电气连接，用于接收所述变频器调节幅值后输出的电流，并依据电流的幅值输出相应的转矩和转速；

截割头，由所述截割电机带动，用于截割煤层。

优选的，还包括：

减速机构，设置于所述截割电机和所述截割头之间。

优选的，还包括：

控制器，用于输出控制信号，通过所述控制信号控制所述变频器对电流的幅值进行调节。

优选的，还包括：

编码器，设置于所述截割电机上，所述编码器的反馈端还与所述变频器连接，用于检测所述截割电机的工作状况，并输出所述截割电机的第一状况信息至所述变频器，由所述变频器对第一状况信息分析处理后发送至所述控制器；

所述控制器根据所述变频器分析处理后的第一状况信息生成所述控制信号。

优选的，还包括：

传感器组，设置于所述截割电机和所述截割头上，用于检测各部件的工况，并输出第二工况参数发送至所述控制器；

所述控制器根据所述变频器分析处理后的第一状况信息和第二工况参数生成所述控制信号。

优选的，所述第二工部参数包括：温度参数、应力参数、载荷参数、震动参数、冲击参数中任意一种或几种的组合。

优选的，还包括：

电抗滤波模块，设置于所述变频器上，用于消除所述变频器工作时的谐波和电磁干扰。

优选的，还包括：

减震装置，设置于所述变频器上，用于减轻所述变频器工作时的震动。

优选的，还包括：

冷却装置，设置于所述变频器上，用于对所述变频器进行冷却。

一种掘进机，应用于煤炭掘进领域，包括掘进机机身，还包括如前所述的截割调速系统，所述截割调速系统设置于所述掘进机机身内。

本发明技术方案利用变频器改变截割电机的输出转速、转矩，从而能够实现无极调速，而不是通过机械结构进行调速或变极调速，从而能够减少截割电机的体积和制造难度；进一步，变频器、编码器实时监测截割电机电流、转速等运行状态并反馈控制器；传感器组实时监测截割温度、应力变化、载荷变化、震动、冲击等工况参数并反馈控制器，使调速截割更加准确、稳定，自适应能力强，从而能够智能分析、辨识截割煤层信息，并自动调节匹配截割输出方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种截割调速系统第一实施例的结构示意图；

图2为本发明一种截割调速系统的原理示意图。

具体实施方式