多电机驱动的带式输送机的传动控制

摘 要：伴随着我国科技水平的发展，输送设备有了新的进展，多电机驱动的带式输送机被广泛使用。多电机驱动的带式输送机传动控制应遵循原则、特点及影响因素，提出几种多电机驱动的带式输送机传动控制方式。

关键词：多电机驱动;带式输送机;传动控制

引言

带式输送机又被称为胶带输送机，与其他运输方式相比，带式输送机输送距离远，结构简单维护成本较低，随着我国产业结构的升级优化，生产规模的扩大，使得原有的单机驱动体系下的带式输送机越来越难以满足实际的使用需求，为了增强带式输送机的传输能力，确保动力供应的充足性，文章将多电机驱动带式输送机作为主要研究对象，在科学性原则、实用性原则的框架体系下，进行传动装置控制体系的构建与优化，以期进一步发挥多电机驱动模式下带式传输机的运行效率。

1多电动机驱动的特点

多电动机驱动带式输送机除了要考虑一般单电机驱动的带式输送机的要求，例如，起动时皮带的负荷变化范围很大，皮带不要受到很大的张力突变等，还要解决各电动机起动和运行时的同步和负载平衡。国内有很多皮带运输机，起动时常常发生其中一台电动机过载跳闸的情况，甚至造成电动机或皮带等机械设备损坏的情况，就是由于各电动机负载极不平衡引起的。

2多电机驱动的带式传送机的传动控制原则

2.1科学性原则

在对多电机驱动的带式输送机进行传动控制的过程中，相关人员应首先保证控制方案设计符合科学理论。要从科学性角度对传动控制的流程及传动过程可能出现的故障进行全方位考察，使传动控制方案过程符合自动控制系统相关理论知识。只有遵循这一原则，方案设计人员才能通过既有资源实现预定功能，真正推进带式输送机控制模式的优化升级。

2.2实用性原则

由于多电机驱动带式输送机中传动控制模式的内容多样，操作环节较多。为了适应这一现实状况，多电机驱动带式输送机中传动控制模式的相关操作之中，就要尽可能的增加多电机驱动带式输送机中传动控制模式方案的容错率，减少外部环境对多电机驱动带式输送机中传动控制模式的影响。

3带式输送机的现状及存在的问题

大型带式输送机是指长距离、大运量、高带速、总装机功率达数百至上千千瓦的带式输送机。随着我国工业的发展，这种大型带式输送机愈来愈多。由于输送带是一粘弹性体，在起动和制动停车阶段，输送带的各点在不同时刻的瞬时速度及应力都在变化，在遇到共振条件的部位还会产生共振，不仅使输送带的应力增大，还加速了托辊的损坏。因此，设计大型带式输送机，需要进行动态分析，才能设计出既安全可靠、又造价低的产品。

4多电机驱动的带式输送机的传动控制方法

4.1变频器控制的方案

解决各电动机起动和运行时的同步和负载平衡问题可采用变频器来控制，如果带式输送机的每台交流电动机都用矢量控制型的变频器来控制，组成如图1所示系统具有最好的工作性能。图1中示出的是二台电动机驱动的带式输送机控制系统。由于二台电动机由同一条皮带联接在一起，因此它们有相同的速度，如果速度不同，则皮带必定发生打滑。在本系统中速度反馈给变频器1的速度调节器构成速度闭环系统，其速度调节器的输出除了给自身的电流调节器作电流给定值外，同时也给变频器2的电流调节器作为电流给定值，因此可以保证二台变频器输出相同的电流给各自的电机，从而保证二台电机负荷平衡。如果为四象限的变频器，那么这样的系统还适合于向下倾斜的带式输送机。向下倾斜的带式输送机在停车时，由于重力作用，电动机处于发电状态要回送能量给变频器系统，四象限变频器可以将此能量回馈给电网，同时对电机起到制动作用。

变频器驱动带式输送机固然是一种技术先进的方法，但成本太贵，特别是在井下生产中的应用更受到限制，目前国内甚至国际上还没有6kV等级以上的防爆变频器。是否有既能满足带式输送机技术要求，成本又较便宜的方法呢？采用具有速度反馈控制和电流闭环控制功能固态软起动器可以很好地解决多电机驱动的带式输送机的控制问题。

4.2带速反馈闭环控制的固态软起动控制方案

基于现阶段多电机驱动带式输送机主要应用于矿石传输等生产场景，文章以固态软起动控制方案作为另一个研究重点，在使用多电机驱动带式传输的过程中，为了避免电机运行过程中对于电力网络的冲击，延长驱动电机的使用寿命，传输效率与传动控制准确性。在固态软起动体系中，技术人员在实用性原则的引导下，对电机型号进行选择，确保传动系统内所有电机的运行功率处于同一水平，在此基础上，在每台电机上安装测速装置，并将其输出频率与电机转速进行衔接，并将各个软启动器获得同一速度反馈信号，在获取反馈信号的基础上，逐步将反馈信号转化为0-5V或者0-2-mA信号，通过隔离器将输出信号进行区分，并分别传送到固态软起动器反馈端口，形成一个电机速度闭环控制系统，保证被控制的电机速度能够始终处于合理的范围之内，确保每一台电机都切实符合实际的传动功率要求，提升控制工作的精确性。

4.3输送机功率不平衡控制方法

（1）电机直联制动减速装置。这种方式通过高速联轴器的连接将电机与制动减速装置连为一体，通过变频器的作用实现功率平衡。这种方法的优势在与操作简单、功率调节精准、适用电机种类多等优势，但其不足之处也同样明显，如电机不可在空载状态下启动、运行环境限制较多、维护工序复杂等，因而在环境较为恶劣的矿井等区域不宜使用。

（2）液力耦合器连接方式。这种方式通过高速联轴器将电机与液力耦合器相连，随后将联轴器与减速器相连并将这一系列结构最终连接到传动滚轴中。这一方式首先対系统内各电机的电流大小进行检测，在将数据传至控制系统，随后又控制系统根據电机电流情况向液力耦合器发出指令，操作减速器通过调节滚轴转速完成对电机电流的均匀分配，从而实现各电机功率的平衡。因此，这一方式实现平衡主要是通过调节电流方式的方式完成。

5.结语

带式输送机是生产中的关键设备，从它所负担的生产任务、本身的投资及电能消耗等各方面都影响极大。因此，安全、可靠、经济运行是设计的关键所在。由于其机身长、运量大、带速高，设计中有很多问题要考虑，其中，起动和制动问题是核心，在这个核心中，动态分析及驱动装置的配备是最重要的。选用驱动装置要综合考虑许多方面的因素，其中可靠性高是有决定意义的，因为在关键部位上的设备，因设备故障停车造成的生产损失是巨大的。

参考文献：

[1]孙少杰，吴刚.多电机驱动的带式输送机的传动控制[J].内燃机与配件，2018（3）：205.

作者简介：

刘杰，男（1987年10月），毕业于西安理工大学电气工程及其自动化专业，本科学历，国家注册安全工程师，国家注册一级建造师，中级职称，现就职于陕煤集团神木柠条塔矿业公司.