基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机控制系统研究.pdf

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1、2015年第4期煤矿机电·77·唐辉辉．基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机控制系统研究[J]．煤矿机电，2015(4)：77-79．doi：1016545／j．cnki．cmet．2015．04．023基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机控制系统研究唐辉辉(山西晋煤集团金鼎公司，山西晋城048006)摘要：为提高电动机在空载或轻载状态下的运行效率，达到节能降耗的目的，研制了一套基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机的控制系统，阐述了该系统的结构。与传统的带式输送机控制系统相比，该系统在节能效果、重载启动、后期

2、维护等方面有明显改善，为我国煤炭工业的节能降耗提供了技术和装备支持。关键词：永磁同步电动机；变频调速；带式输送机；节能中图分类号：TH222文献标识码：B文章编号：1001—0874(2015)04—0077-03ResearchonBeltConveyorControlSystemBasedonVariableFrequencyDrivingofPermanentMagnetSynchronousMotor死昭Huihui(JindingCompany，ShanxiJinchengAnthraciteMining

3、Group，Jincheng048006，China)Abstract：Inordertoimprovetheoperationefficiencyofmotorsintheconditionofemptyloadorlightload，andachievetheaimofenergy—saving．Researchesthebeltconveyorcontrolsystembasedonvariablefrequencydrivingofpermanentmagnetsynchronousmotor．Introd

4、ucesthestructureofthesystem．Comparedwiththetraditionalcontrolsystemofbeltconveyor，thissystemhasobviousimprovementintheeffectofenergy—saving，heavyloadstartingandmaintenance，whichprovidestechnologyandequipmentsuppoaforenergy-savingandconsumptionreductionofChinag

5、coalindustry．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；variablefrequencydriving；beltconveyor；energy-saving0引言皮带传输系统被广泛应用于各个行业。由于电动机容量均按最大负载考虑，正常运转时存在备料空载或轻载等状态，电动机长期在低效率状态下运行，造成相当一部分电量的无端耗费。国内煤矿生产过程中的大型带式输送机等重载设备多用液力耦合器及CST做为软启动。液力耦合器具有提高电动机的启动能力，平稳地启动大惯量工作机，隔离

6、振动，缓和冲击，防护传动系统动力过载的功能，但其输入、输出间存在滑差，调速范围小。CST是通过调节二个调节阀片间的油膜间距来实现力矩的传递，达到软起动的效果。其优点是启动时能出大力矩，达到无级调速，缺点是价格昂贵、维护成本高、节能效果差、易漏油。本文研制了一套基于永磁同步电动机变频调速的控制系统，以达到节能降耗的目的‘1I。1系统设计1．1总体设计基于永磁同步电动机变频调速的带式输送机的控制系统，通过改变电动机输入电源的频率从而改变电动机转速来实现软启动。因变频器控制下的电动机为恒转矩输出，所以电动机启动电流大大降

7、低，·78·煤矿机电2015年第4期从理论而言，不会超过额定电流，从而使启动平稳可靠，输送带张力基本接近正常运行时的水平。结合软件，通过对电气参数的运算，实现对速度和转矩精确、快速的控制，精度远高于CST。变频器能在任意频率下，当电动机转速超过同步转速，将多余的能量回馈到电网。带式输送机滚筒1}“电动机目变频器1卜一电动机滚筒2l骞}叫电动机变频器2690V母线图1带式输送机驱动系统框图系统拓扑结构设计方案选用三驱动的变频模块为核心的定制矿用变频控制器和永磁同步电动机。该方案有助于解决干扰、谐波等电气问题，节约滤波

8、设备、电源质量治理设备等成本。本系统采用变频调速永磁电动机直接驱动带式输送机方案。系统由三台电动机并联驱动，系统框图如图1所示。电动机设计为直接驱动滚筒的方案，带式输送机滚筒转速为66．5r／min，启动过载为3倍额定转矩，持续时间不长过1min。联轴器采用胀套结构。1．2驱动系统设计采用理论分析、计算机仿真和样机实验相结合的方法。深入分析永磁同步电动机驱动