[发明专利]一种永磁变频驱动刮板输送机节能控制装置

说明书

本发明公开了一种永磁变频驱动刮板输送机节能控制装置，属于矿下输煤重机械装置的节能控制领域，是一种根据变化的煤流状态结合永磁变频一体机实时调速，在各种速度趋向下保持功率匹配的节能控制装置。该装置由煤流状态检测反馈模块、主从驱动功率匹配控制模块、永磁变频一体机及刮板输送机组成。最大的优点在于利用多种传感器从电机及输送刮板上对煤流状态信息进行多点采集、反馈，据此通过将电流、转速、磁通三环矢量驱动融合的控制模块，实现矿上在线煤流检测与矿下主从驱动实时功率匹配，达到节能降耗的目的，适用于矿下综采工作面中重型输煤机械的节能控制等场合。

技术领域

本发明属于煤矿电气设备技术领域，具体涉及一种永磁变频驱动刮板输送机节能控制装置。

背景技术

目前，我国矿下刮板输送机常用的驱动方式大多为双速电机、CST可控启动装置。双速电机的驱动方式通常按照双速电动机通过减速器联接刮板输送机的链条，电动机上装有两套绕组，分别是低速绕组和高速绕组。在电机通电启动时采用低速绕组，刮板输送链条随之提速转动，当运行达到稳定状态后，转换到高速绕组通电，在惯性的作用下，电机及刮板输送机在当前速度上继续提速，达到额定速度后恒速运行。双速电机驱动可以较好地实现装置启动与稳定运行的过渡，但存在启动功率低的问题，在煤流变化频繁的情况下，电机频繁降速升速，不断切换电机绕组大大增加了电能损耗，重载情况下易发生低速持续运行而无法使刮板输送机提速到额定转速的问题。并且在电机绕组的不断切换下不易进行机头机尾电机功率匹配的调控，造成更多不必要的电能损耗。

CST可控启动装置，是由多级齿轮减速器、湿式线形离合器与液压控制系统组成。在刮板输送机启动之前，CST可控启动装置的输出轴保持不动，在驱动电机提速到额定转速后，液压控制系统随之增加离合器的液压压力，带动刮板输送机增速运行达到额定状态。CST可控启动装置常用于空载启动，冲击电流小，但当刮板输送机在煤流负载较重又频繁升降速甚至接近于不断启停转换的工作状态下时，CST可控启动装置并不适用，且多用于异步电动机。

与常用的双速异步电机等驱动方式相比，永磁同步电机拥有效率更高，功率因数更高，可靠性更强，体积小，功率密度大且启动转矩大，噪声小，温升低等优点；与CST可控启动装置相比，变频驱动在启停转换、传动效率、稳定性等方面均具有突出的优势，且变频器控制能够更好地解决电机失控的问题，降低故障的发生率，延长设备的寿命，节能效果更佳，在机头机尾两电机功率匹配的调控中更加灵活。但是现有技术中并不存在上述通过永磁变频驱动的方式。

发明内容

本发明一种永磁变频驱动刮板输送机节能控制装置，其目的在于解决现有矿下刮板输送机工作时因煤流负载连续不规则变化导致机头机尾电机功率不匹配运行从而产生大量电能损耗的弊端。从而公开一种利用多种传感器从电机与输送刮板上对煤流状态信息进行多点采集、反馈，并将电流、转速、磁通三环矢量驱动进行融合控制，实现矿上在线煤流检测及主从驱动实时功率匹配的节能控制装置，适用于矿下综采工作面中重型输煤机械的节能控制等场合。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种永磁变频驱动刮板输送机节能控制装置，包括煤流状态检测反馈模块、主从驱动功率匹配控制模块、I号永磁变频一体机、II号永磁变频一体机及刮板输送机；

所述煤流状态检测反馈模块包括I号上位机、PLC控制器、I号数模转换器、II号数模转换器、I号电流传感器、II号电流传感器、压差传感器、压差传感器机头感应端、压差传感器机尾感应端、煤流传感器、I号称重传感器、I号电容传感器、II号称重传感器、II号电容传感器、III号称重传感器、传感器接线盒、I号转矩传感器和II号转矩传感器；其中，所述压差传感器机头感应端、压差传感器机尾感应端将采集到的机头机尾煤量信息传送给压差传感器,所述I号电流传感器、II号电流传感器、压差传感器、煤流传感器、I号称重传感器、I号电容传感器、II号称重传感器、II号电容传感器、III号称重传感器、I号转矩传感器和II号转矩传感器分别通过传感器接线盒将各自采集到的信息传送给PLC控制器，PLC控制器运行处理后分别通过I号数模转换器与II号数模转换器将信息传送给I号变频控制模块与II号变频控制模块；