刮板输送机用永磁变频驱动系统

变频技术在大功率刮板机上运用摘要：控制系统采用无速度传感器矢量控制技术。

采用矢量控制的变频器，参照直流电机控制方式将异步电机定子电流空间矢量分为产生磁通的转子励磁分量和此垂直产生转矩的电流分量。

调速范围宽、起动力矩高、精确度高，响应快。

矢量控制实质在于消除电机多变量的内在耦合，并控制其大小及相位，从而获得优良的动态性能。

关键词：矢量控制；重载启动；功率平衡；电压波动一、前言随着现代化综采工作面采煤技术的应用，工作运输装机功率逐代增加，工作刮板机传动装置由较为先进的摩擦限矩器取代了液力耦合器传动系统。

因原有液压连轴传动方式在现场使用过程中很难实现大功率运输设备的使用，且双速电机驱动方式易造成机械冲击和电气冲击，易发生启动困难、跳链等安全事故。

谢桥矿的综采工作面走向长度一般都数千米，如果刮板机维护不到位，造成链条拉伸，在生产过程中链条很容易过负荷拉断，影响安全生产。

二、要解决的技术问题1、在刮板机正常启动时，减少链条的冲击。

2、大功率刮板机在重载启动、且起动及停车平稳。

3、满足交流电机任意负荷情况下实现多台电机功率平衡。

三、具体实施方式主控屏：主要用来设置控制参数，如远控近控，保护。

急停钮：用来紧急停机和禁止变频器启动。

变频器设置屏：用来设置变频器保护参数，额定参数。

放电指示：用来显示输入是否有电。

母线电容是否有电。

不仅仅针对上述三个技术问题，综合考虑刮板机工作环境等一系列问题也需要予以解决。

1、井下巷道潮湿，散热条件差解决方案。

变频器采用内部加装除湿加热电阻、所有的控制板进行防潮防尘处理、加设水风热换装置。

只要定期清理滤网、确保水箱水位正常，采用普通水进行冷却，冷却系统简单可靠。

由于采取了以上措施使得变频器适应了井下潮湿、散热条件差的环境。

2、重载启动、卡链的大电流冲击解决方案。

（1）变频器主要器件为高品质进口器件，总冲击电流大，可形成启动转矩为额定的2-3倍。

额定输出电压3.3kV，过载2倍可承受1分钟，过载1.5倍可到2分钟，在1.2倍负载状态下长期连续运行。

变频调速技术在煤矿刮板输送机中的应用摘要：近年来，我国的煤矿产业发展迅速，且为推动我国国民经济的增长做出了较大贡献。

作为煤矿工艺系统的核心构成，刮板输送机不仅关系着煤矿工艺的实时监控效率，而且对于整个煤矿产业的发展也具有重要影响。

为了进一步提高煤矿工艺系统的生产效率，本文引入变频调速技术，通过对变频调速技术的概念进行分析，在结合煤矿刮板输送机以及变频调速技术特点的基础上，对该项技术在刮板输送机中的应用展开了深入研究。

关键词：变速调频技术；刮板输送机；变频器；动态张力前言：变频调速技术的基本原理为，以电机转速与工作电源的输入频率之间的正比例关系为依据，通过变更电动机的工作电源频率，进而实现对电机转速进行改变的目的。

煤矿生产中，刮板传送机在启动和运行过程中，大都会受到动态张力以及静阻力的影响而使得输送机的传送带产生滑动，由此增加传送带的相对摩擦力和产生的热量，降低输送机运行的安全性。

相关实践研究表明，将变频调速技术引入煤矿刮板输送机当中，可以在保证输送机安全运行的前提下，有效延长输送机寿命并降低设备的维修量。

1 变频调速技术简述所谓变频调速技术是相对于交流电机而言的，是一种通过改变交流电机中的电频率而达到对系统调速目的的技术。

变频调速技术是一项综合性的技术，其不仅包括了计算机网络技术和电机传动技术，而且还包括了同电力、电子有关的多项技术，在借助电力半导体通断作用的基础上，将工频电源进行转化，使其成为具有另一种频率的电能控制装置。

而在交流电机运转的驱动电源方面，则是由整流桥对工频电压进行变更后得到的直流电源经逆变器转化为可调的交流电压来实现的。

由于在此过程中，并无转差损耗发生，因此，此种有效而快捷的调速方式便使电动机可以较为方便地获取无级调速的电流和电压。

但存在电力危机时，变频调速技术在利用电机负载变化规律的基础上，通过改变交流电源的频率以实现对电机速度进行调节的目的，进而使交流电机可以平滑地进行增速或是减速，有效提高了系统的工作效率。

永磁变频驱动系统在刮板输送机上的应用摘要：本文研究了永磁变频驱动系统在刮板输送机上的应用。

刮板输送机作为一种重要的物料输送设备，在煤矿、电厂等行业得到广泛应用。

传统的刮板输送机采用机械式传动方式，存在能源消耗大、噪音高、维护难度大等问题。

永磁变频技术的引入可以有效地解决这些问题。

本文介绍了永磁变频技术的原理和特点，并提出了基于永磁变频技术的刮板输送机设计方案。

实验结果表明，采用永磁变频驱动系统的刮板输送机具有能耗低、噪音小、运行稳定等优点，具有广泛的应用前景。

关键词：永磁变频驱动系统刮板输送机应用1.引言刮板输送机作为一种重要的物料输送设备，在煤矿、电厂等行业得到广泛应用。

传统的刮板输送机采用机械式传动方式，存在能源消耗大、噪音高、维护难度大等问题。

因此，研究开发新型的刮板输送机驱动技术，对提高刮板输送机的效率和降低运行成本具有重要意义。

永磁变频技术具有体积小、效率高、能耗低、运行稳定等优点，已经在风力发电、电动汽车等领域得到了广泛应用。

将永磁变频技术应用于刮板输送机上，可以有效地解决传统刮板输送机存在的问题，提高刮板输送机的运行效率和安全性，降低运行成本。

此外，随着煤炭等行业对环保和能源利用效率的要求不断提高，采用永磁变频驱动系统的刮板输送机符合绿色环保、节能降耗的要求，具有广阔的应用前景。

1.永磁变频技术的原理和特点2.1永磁变频技术原理永磁变频技术是一种新型的电机驱动技术，采用永磁同步电机作为驱动电机，利用变频器控制电机的转速和扭矩。

在永磁变频技术中，电机控制系统通过变频器将交流电源转换为直流电源，并通过交流电机将直流电转化为交流电，从而实现对电机转速和扭矩的精确控制。

永磁同步电机是永磁变频技术的核心部件，它具有高效、节能、低噪音、高可靠性等优点。

在永磁同步电机中，通过在转子内部安装永磁体，使转子成为永磁体，从而实现了无需励磁的特点，大大降低了能源消耗。

同时，永磁同步电机采用高效的电子调节技术，可以实现对电机的精确控制，从而提高了整个系统的效率。

智能变频控制系统在刮板输送机中应用提纲：1. 智能变频控制系统的基本原理及对刮板输送机的应用2. 智能变频控制系统在刮板输送机中的优点和局限性分析3. 智能变频控制系统的具体实现方法与技术细节分析4. 智能变频控制系统对刮板输送机能效提升及使用成本控制的影响5. 智能变频控制系统在刮板输送机领域的未来发展方向分析提纲1：智能变频控制系统的基本原理及对刮板输送机的应用智能变频控制系统是一种电控制技术，可以控制交流传动电动机的转速、转矩、功率等参数，实现物体在各种标准轨迹中的运动。

在刮板输送机中的应用，智能变频控制系统可以根据实际生产需求来控制输送机的输送速度和运行时间，提高了生产效率并节约了能源。

智能变频控制系统的应用可以大大提升刮板输送机的运行效率，因为根据生产情况调整刮板输送机的运行速度，可以确保生产安全，并减少生产成本。

以下内容将针对智能变频控制系统在刮杂娄输送机中应用的优缺点进行分析。

提纲2：智能变频控制系统在刮板输送机中的优点和局限性分析智能变频控制系统在刮板输送机中的优点如下：1. 变频控制可以精确控制刮板输送机的速度和运行时间，避免了传统的运行时间过长或者运行速度过快的问题。

2. 变频控制可以有效减少刮板输送机冲击、淤积等问题，增加了输送效率。

3. 变频控制可以实现无极变速，使刮板输送机运行更加稳定，缩短了运行周期和故障率。

但是，智能变频控制系统在刮板输送机中的局限性也是明显的：1. 智能变频控制系统的硬件设备成本相对较高，同时维护与保养也较为复杂，需要有一定的技术人员管理。

2. 不同的地理位置、矿山类型，以及矿山生产规模对控制系统的配置与设备要求都不同，智能变频控制系统在不同环境下的适用性仍需要更多的实践证明。

3. 高功率的变频控制器使用寿命比较短，在运行过程中需要及时维护或更换。

提纲3：智能变频控制系统的具体实现方法与技术细节分析智能变频控制系统的实现方法可以十分灵活，具体的配置和组成方案需要根据生产和输送的规模需求以及设备的实际情况来确定。

277刮板输送机是综采面煤炭运输的主要设备，其链条性能的好坏直接影响到运输设备的运输性能。

传统刮板输送机主要借助于减速器进行调速，效果差且设备损坏率高[1]。

为此，本文提出永磁电机半直驱作为驱动装置，根据负载信号的不同，实现了实时精准的控制，有良好的应用效果。

1 永磁电机半直驱刮板输送机系统机电耦合动态特性研究刮板输送机永磁电机半直驱动系统是将电磁力、传动力和摩擦力相互耦合的复杂驱动系统，变频驱动刮板输送机主要是通过变频器控制链轮的驱动力，实现对输送机运行速度的调控，永磁电机半直驱动系统则是根据输送机负载状态，通过负载信号实现对电机的矢量控制，闭环控制的过程中实现了机械能和电磁能之间的转化。

针对机电耦合状态，众多学者针对负载调控进行了研究，对于机电耦合系统的研究却颇少。

永磁电机半直驱动系统由电机、齿轮和刮板输送机构成。

其中，电机产生的电磁力、齿轮产生的传动力以及管板输送机运行过程中产生的摩擦力之间相互耦合构成了半直驱动系统。

本文以刮板输送机为主，对系统机电模型进行分析研究。

不同于传统的电机，永磁电机磁场的产生主要依赖于永磁体，输入的三相电流经过定子绕组形成了磁场，磁场的形成将电能转化为磁场势能，同时实现了电机转子的同步运动[2]。

为了简化刮板输送机机电耦合模型，将电机轴和齿轮传动轴设计为一个整体，得到图1所示的刮板输送机机电耦合模型图。

图中，电机转子的角速度用ωe 表示，经过齿轮的传速，电机转子的输出角速度为ω'e ，输送机的刚度系数以及阻尼系数分别用k w ，c w 表示，机械传动角速度为ω'm ，为了保证计算结果的准确性和及时性，视电机转子输出和齿轮系统输出一样，简化系统后，永磁电机半直驱动系统分为电机系统和刮板输送机系统两部分。

图1 刮板输送机机电耦合模型图2 永磁电机半直驱应用研究从上述分析可知，永磁电机半直驱动系统主要有电机系统和刮板输送机系统两部分。

图2为永磁电机半直驱电机系统图，系统图中，选用TYVZ-3800-280M-16型的永磁电机，电机的额定功率为37KW，额定电流为73.2A，额定电压为380V，定子电阻为0.136Ω，反电势常数为1060V，转动惯量为1.98kg·m 2。

综采工作面刮板输送机变频一体电机智能化技术应用摘要：国内现有大多数煤矿井下刮板输送机驱动电机一般使用直接启动的方式，较少使用变频器或软启动驱动。

顾桥煤矿1125（3）工作面将变频调速一体机应用到刮板输送机中，占用空间小、电缆使用减少、易于安装；同时实现了软启动，电机启动电流远远小于额定电流，启动时间延长，减轻了起动机械转矩对设备的机械损伤，提高使用寿命，降低了设备故障率，减少维修量，取得了良好的经济效益和安全效益。

关键词：刮板输送机；变频调速一体机；软启动0引言顾桥煤矿是淮河能源煤业公司主力生产矿井之一，该矿1125（3）综采工作面位于北一下山采区第五区段，工作面倾斜长 230m，走向长2764m。

煤矿井下复杂条件下，工作面运输机启动次数频繁及重载荷长时间运转，将加速设备老化，必须加强设备的检修力度，不仅降低设备的使用寿命，而且加大维修人员的工作量。

国内煤矿大多数使用直接启动的方式，使设备快速启动，启动电流大，对设备造成严重的冲击，加速设备老化，减少了使用寿命。

少数使用变频器和电机的组合方式，这种方式体积大，空间要求高，电缆使用较多。

该工作面采用将TYJVFT-450(3300)矿用隔爆兼本质安全型高压永磁同步变频调速一体机作为刮板输送机驱动部电机，实现刮板输送机的变频调速，提高使用寿命，减少维修量，对节能降耗和保护设备起到了关键作用，从而更好的适应综合机械化采煤的需求。

1变频调速一体机的性能变频调速一体机的输入电源为 3300 V，变频器输出频率在 5～50 Hz时为恒扭矩、在 50~60 Hz时为恒功率，变频调速一体机隔爆等级为 Exd[ib]I Mb，防护等级均为IP55，耐温等级为H级，冷却方式为外壳水冷式。

1.1变频调速一体机电气系统主要组成变频调速一体机电气系统主要由变频部分和电动机部分组成，其中变频部分又分为主回路、主控器、驱动单元、显示屏组成如图1所示。

图 1 变频调速一体机电气系统（1）主回路此型号一体机的变频部分为交－直－交、电压源型变频器，采用六脉冲整流，三电平逆变拓扑结构。

刮板输送机变频驱动方案的优化设计与研究摘要：刮板输送机作为一种常用的物料输送设备，在矿山、港口、电厂等领域具有广泛的应用。

然而，传统的固定转速驱动方式存在能耗高、设备寿命短、运行稳定性差等问题。

因此，对于刮板输送机的变频驱动方案进行优化设计和研究，具有重要的理论和实际意义。

本文将探讨刮板输送机变频驱动方案的优化设计与研究。

关键词：刮板输送机；变频驱动方案；设计引言刮板输送机是一种常用的物料输送设备，广泛应用于矿山、冶金、化工等行业。

传统的刮板输送机通常采用定速电机驱动，无法根据物料负荷和工作条件进行灵活调节，导致能源浪费和设备损耗。

为了提高刮板输送机的运行效率和节能性能，越来越多的研究关注于采用变频驱动技术来优化设计。

变频驱动技术是一种通过改变电机的转速和输出功率来实现对输送机运行的精确控制的方法。

通过变频器对电机的电压和频率进行调节，可以实现刮板输送机的无级调速，满足不同负荷和工况下的要求，降低能耗和损耗，提高运行效率。

本文旨在对刮板输送机变频驱动方案的优化设计与研究进行探讨1变频驱动优化方案设计为了应对不同负载情况下的驱动变化，通过接入变频器调节电动机输入电流，进而达到调整输入功率的目的，可实现动态负载下的功率平衡。

图1为刮板输送机的变频驱动优化方案控制原理示意图。

刮板输送机头部位置的两个电动机可看作1个等效电机。

为了控制头部位置与尾部位置的电动机，接入变频器1与变频器2，PLC控制器向变频器分别发出控制指令，并且根据电动机实时反馈的电流值识别负载变化，PLC控制器可快速调整给定参数，实现对电动机的调速控制。

2硬件设计可更换的PLC比较DX-MA01控制器作为基本系统控制器DX-MA01控制器是高度集成的控制器，具有不同的输入和输出，DX-MA01控制器的内部核心处理器使用150MHz处理器、4 MB + 80 kB内存和4 MB + 80 kB闪存/输出端口，控制器的通信端口旨在满足可变频率目标控制器安装在引擎中并从引擎接收电信号，为PLC控制电源传感器的选择提供了基础。

浅谈永磁同步变频调速一体机在煤矿刮板运输机上的应用摘要：针对煤矿刮板运输机在重载启动时，造成机械和电气设备的冲击问题，结合驱动技术的发展趋势，对永磁同步变频调速一体机新技术的配置、供电、冷却、结构进行剖析，重点对永磁同步变频调速一体机的性能特点进行分析，为煤矿综采工作面设备应用作准备。

关键词：永磁同步变频调速一体机结构特征系统配置供电冷却性能特点对比应用1.引言煤矿井下综采工作面设备使用条件复杂，作业环境恶劣，刮板运输机是煤矿综采工作面的主要运输设备，受顺槽皮带运输、转载机、破碎机联动因素及井下现场作业环境因素影响，使得刮板运输机对重载启动要求比较高。

原刮板运输机驱动方式一般采用高低速电机、CST、液力耦合器等启动方式，该方式启动无论是对机械设备还是对电网冲击都非常大，容易造成刮板断链，链轮组件轮齿断裂，减速机使用寿命降低，特别是重载时易出现供电系统电流大，给机械设备造成安全隐患。

随着煤矿装备技术的发展，原传统的驱动方式已经逐步被变频驱动方式所替代。

现变频驱动技术广泛应用于刮板运输机上，而永磁同步变频调速一体机是在原变频驱动方式的基础上，又将电机和变频器结合在一起，既减少了设备驱动部件，又解决了重载启动问题，是未来刮板运输机驱动方式的发展方向。

2.永磁同步变频一体机结构特征永磁同步变频一体机把电机和变频部分集成为一体，其电机、变频部分可独立拆分，而变频部分由变频器和电源输入部分组成，变频器位于变频电机的上部。

永磁同步变频一体机内部器件采用单元模块化设计，根据功能分为整流单元、逆变单元、主控单元、驱动单元、滤波单元、保护单元、显示单元等，每个单元之间通过插头或连接器快捷连接，方便使用和维护。

可直接与减速机相连接，无需限矩器、液力耦合器等中间环节。

3.永磁同步变频一体机系统配置中煤平朔集团公司井工综采工作面前部、后部刮板运输机各配套2台电压等级为3300V，功率为1200KW的永磁同步变频调速一体机驱动，转载机配套1台电压等级为3300V，功率为855KW的一体机，整个系统通过1台一体机控制箱实现多台设备主从控制运行，控制箱为一体机控制中心，设备之间通过CAN总线通讯，通过通信电缆控制所有一体机，包括运行控制，运行参数设置，数据采集与记录，数据上传等。