多电机驱动平衡控制技术在矿用带式输送机的应用.docx

多电机驱动平衡控制技术在矿用带式输送机的应用翻开文本图片集摘要：本文对镇城底矿用带式输送机的驱动方式进行了分析和研究胶带运输是煤矿实现高产高效必备的运输方式，本文结合镇城底矿实际地质条件对南翼大巷胶带输送机运输设备进行选型，对其选型进行参数计算;并对驱动装置进行分析研究;PLC变频驱动控制系统在矿井带式输送机的应用，使输送机运行更加稳定，有效提升工效关键词：胶带输送机;PLC;驱动方式;软启动;变频调速0引言胶带运输是煤矿实现高产高效必备的运输方式煤矿井下皮带大巷中的运输机也由之前的传动效率低的液压连轴传动改为电机驱动，解决了系统在启动时电流冲击大的问题，由于整个系统是多个电机进行驱开工作，各个电机驱动功率的平衡一致难以实现目前较为适宜的驱动方式是通过变频器实现对驱动电机的变频控制，变频控制的皮带运输机具有启动平稳的功能，降低启动电流和机械冲击影响，同时其启动时间可调，可以按需调整，保证其平安稳定运行1矿井概况镇城底矿位于西山煤田的西北边缘，井田地质构造复杂，形态略呈一个倾伏状、波浪式不对称向斜构造，区内断裂构造发育矿井地处古交市西北11km井田面积23.8km2，可采煤层8层，煤质以肥煤、焦煤为主，主采煤层为2、3#煤和8#煤。

生产能力为190万吨/年矿区主平硐、副平硐、回风斜井布局合理，主平硐利用目前已有主平硐，净宽3.3m，装备1.0m带宽胶带运输机，担负矿井煤炭主运输、进风任务，作为矿井一个平安出口副平硐亦利用现有副平硐，净宽3.5m，装备无极绳绞车，担负矿井辅助运输任务新建回风斜井，净宽4.6m，倾角16°，担负矿井回风任务，设行人台阶及扶手，作为矿井另一个平安出口，它的运输主要工艺流程：南翼盘区回采工作面来煤→区段溜槽→南翼胶带大巷胶带输送机→主平硐胶带输送机→地面2带式输送机运输的设备选型①依据镇城底矿南翼胶带大巷输送机选型参数送物料原煤：ρ=900kg/m，倾角a=0～12°，运距L=540m，提升高度H=20m，运量Q=900t/h，带式输送机的工作制度330d/a，18h/d南翼胶带大巷输送机预选参数带宽B=1000mm，带速v=3.15m/，承载托辊组为槽形前倾托辊Φ133mm，回程托辊组为平型托辊Φ133mm，钢绳芯胶带ST630，结合公式〔1〕进行胶带输送机最大运量计算：Qma某=3.6Svkρ>Q〔1〕式中：S-输送带上物料最大截面积;k-倾斜输送机面积折减系数;ρ-松散密度②现阶段根据我国设备的工艺条件结合具体煤矿的井下情况，综合确定如下影响南翼胶带大巷输送机圆周力计算电动机功率的参数：模拟阻力系数、辊子旋转质量、摩擦系数、胶带强度、传动滚筒上的围包角、带式输送机最大提升速度。

结合公式〔2〕和〔3〕进行镇城底矿南翼胶带大巷输送机圆周力计算电动机功率计算：Fu=FH+FN+FS1+FS2+FSt〔2〕式中：FH-主要阻力FN-附加阻力F1-特种主要阻力F2-特种附加阻力Ft-倾斜阻力PA=FuV;PM=PA/η〔3〕式中：η=0.85根据上述计算结果进行异步电动机功率的选择，同时进行逆止力矩计算，比较输送带运行阻力FH与物料提升阻力F的值，同时根据计算结果选择是否加设逆止器③镇城底矿南翼胶带大巷输送机采用头部单滚筒单电机传动确定传动滚筒围包角α=200°FA为起动状态传动滚筒圆周力，设F1和F2分别为传动滚筒输送带绕入点和绕出点的张力;F3、F4分别为南翼胶带大巷输送机中尾部滚筒输送带绕入点和绕出点处的张力，根据上述参数进行输送带张力计算胶带在允许最大下垂度时输送带张力重载段允许最小张力：Szmin≥a0〔qG+qB〕g/8〔h/a〕ma某〔4〕式中：〔h/a〕ma某-两托辊组间允许的胶带垂度;空载段允许最小张力：Skmin≥auqBg/8〔h/a〕ma某〔5〕滚筒与胶带在临界打滑状态时输送带张力传动滚筒奔离点输送带不打滑最小张力计算〔KA为启动系数〕：Fzmin≥FA/〔eμα-1〕FA=Fu某KA〔6〕传动滚筒趋入点输送带张力：F1=F2+Fu〔7〕尾部滚筒胶带趋入点输送带张力保证F3>Skmin满足空载段胶带垂度，同时尾部滚筒胶带奔离点输送带张力保证F4>Szmin满足重载段胶带垂度的要求。

输送带平安系数计算n=σB/F1〔8〕④软驱动形式的选择，为实现皮带运输机的驱动系统的起动平稳无冲击且可进行调整，研究出了提高皮帶输送机带上应力，降低系统初启是动力冲击的装置，同时系统中多电机驱动时，可以在各个电机之间实现功率平衡变频调速驱动装置：现行交流变频调速〔下转第95页〕〔上接第93页〕驱动装置具有良好的初启性能，同时更易于控制灵敏性更好，装置的初启时间可在1～3600内随意设定，更易于准确控制，同时根据传动关系，低速运行可以实现重载启动，可以用于大型煤矿中，且对皮带运输机中各个电机的功率平衡较好，减少内耗提高工作效率，同时装置电机中初启电流小，便于远距离控制合理的变频调速系统不仅可以实现系统速度同步，电机转矩平衡，而且可以实现方便的调频和调速，同时也节能，延长了发动机的使用寿命这是液压联轴器设备和电动软起动器无法实现的效果两个或一个全数字，矢量控制的逆变器用于为两个电机供电，实现一对二的变频控制模式，完成电机启动和调速的控制过程变频调速系统具有以下特点：减少无功输入，降低电源容量，完善输出性能，同步运行和自动功率平衡实现，灵活控制模式，五种频率设定模式，AVR电压自动调节功能，PID功能，限流功能，自诊断功能，变频器保护功能，瞬时停电跟踪功能等相关功能，综合多因素及矿井带式输送机的驱动特性，矿用矿井带式输送机选用变频调速装置。

3结束语PLC变频驱动控制系统在矿井带式皮带输送机的应用，使其具有良好可操作性和人机交互性，自动控制系统更加稳定，减少人为操作的介入，提高设备可靠性而且通过编程实现人为工作实现不来的控制逻辑，大幅提升工效。