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带式输送机差动液粘调速器多机功率平衡的研究
发布时间：2013-07-11 07:52 来源：未知
前言
近年来，随着煤矿生产综采机械化水平的不断提高，长距离、高带速、大功率带式输送机在矿井中得到广泛应用，在这些带式输送机中，常使用多台软启动装置以避免单台装置所需功率太大而引起诸多的问题。由多个软启动单元驱动的带式输送机，虽然起动和运转过程可控，但是由于各个软启动单元中电机的外特性的差异、设备的制造和安装的误差、胶带弹性伸长率的不同以及载荷变化等因素的影响，往往造成电机负载功率的失衡，从而引起带式输送机的功率不平衡的问题。这是一个实际应用中必须要解决的重要问题，否则会使输送机胶带使用寿命极大的减低，严重时甚至造成整个输送机系统报废。
本文首先分析了常用的解决带式输送机功率平衡问题的方法，在此基础上提出一种新的解决方案，即转速加电流的控制方法来解决带式输送机的功率平衡问题，并探讨其原理的正确性和可实现性。
1、传统带式输送机多机功率平衡方法
带式输送机的多机功率平衡方法通常大致分两类：扭矩控制法和电流控制法。当前，几乎所有的带式输送机多机功率平衡的方法，都是从扭矩入手或电流入手来解决问题的，下面具体说明。
(1)扭矩，转速控制法
扭矩控制法是利用在电机转速一定的情况下，电机输出扭矩的大小直接反映电机功率的大小，通过采集电机输出扭矩作为功率平衡的控制依据，继而调节驱动电机的输出转速来达到多台电机功率平衡的目的。
这种方法在大功率情况下很少采用，主要是因为采集电机扭矩常用的扭矩传感器体积庞大，其体积远远大于同功率电机的大小、不适于煤矿井下安装使用，于是，就提出了利用电机的电流来解决多机功率平衡问题的电流控制功率平衡法。
(2)电流控制功率平衡法
电流控制功率平衡法是利用当电机参数相同，在同一电网供电的情况下，在其负载范围内，电机电流的大小直接反映了电机功率大小的原理，通过采集各个驱动电机的电流值作为功率平衡的控制依据，继而调节驱动电机的输出功率达到多台电机功率平衡。
电流控制功率平衡法的典型代表是调速型液力偶合器配闭环调节电控系统的方式，这种方式的原理如图1所示。其中，控制机通过带电流检测的真空磁力启动器采集各驱动电机的电流值，然后经电源继电器箱向伺服电动执行器发出控制指令，通过控制液力偶合器勺杆的推入或拉出，来调节液力偶合器工作室充油量的大小，进而调节其输出扭矩的大小，实现对驱动电机功率的调节，达到多电机功率平衡的效果。
2、电流转速多机功率平衡方法原理
鉴于调速型液力偶合器配闭环调节电控系统的多机功率平衡方法，因电流反映功率变化滞后和精度低等缺点，本文提出一种新的多机功率平衡方法，将电机的转速及电流因素包括在功率变化之中，即同时采集电机的电流和转速信号作为控制功率平衡的依据；然后通过调节差动轮系软启动方式中变频控制电机的转速，改变输送机皮带输出负载的转速，从而调节输出负载的功率，使多台软启动装置之间输出的功率达到平衡状态。
这种多机功率平衡的方法最突出的优点是同时考虑了电流和转速两个因素，把两者结合起来作为多机功率平衡的依据，可克服现有的只考虑电流的多机功率平衡方法精度不高的缺点；同时，利用差动轮系软启动方式中调速准确、响应快速等特点，也能克服通过液力偶合器调节功率平衡出现的滞后问题。显然，这种电流转速的多机功率平衡方法的应用前景极具潜力。
