下運帶式輸送機能量回饋和安全制動技術(shù)的研究.pdf

1、帶式輸送機是煤礦生產(chǎn)過程中重要的運輸設備，由于其有著較強的輸送能力及能連續(xù)運輸?shù)葍?yōu)點被廣泛使用。隨著煤炭的深入開采和采礦技術(shù)的不斷更新，高速、長距離、大傾角的下運帶式輸送機的應用也越來越多。下運帶式輸送機運行工況特殊，當物料下滑力大于運行阻力時，驅(qū)動電機常處于發(fā)電工作狀態(tài)，并且其制動能量較大，若制動不當，非常容易引起安全事故，這對下運帶式輸送機制動系統(tǒng)的可靠性提出了很高的要求。長久以來，下運帶式輸送機的制動系統(tǒng)都是煤炭行業(yè)專家學者的研究

2、重點，如何處理制動過程中的能量是需要研究的最根本問題。傳統(tǒng)的制動方式都是將制動能量轉(zhuǎn)化為制動系統(tǒng)的溫升等形式消耗掉，容易引起溫升過高和制動元件損耗等問題，并且白白浪費大量的能量，因此，研究一種可以實現(xiàn)下運帶式輸送機的安全制動并能有效回收制動能量的制動系統(tǒng)意義重
　　大。本文以理論研究、仿真分析和試驗驗證相結(jié)合的方式，以四象限變頻器的應用來實現(xiàn)下運帶式輸送機的回饋制動為目的，結(jié)合對液壓軟制動系統(tǒng)的應用研究，實現(xiàn)下運帶式輸送機在安全運

3、行的前提下盡可能多的回收制動能量，旨在提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟效益，為下運帶式輸送機的制動系統(tǒng)研究提供一定的理論依據(jù)。
　　在詳細分析了四象限變頻回饋系統(tǒng)的工作原理和控制方式的基礎(chǔ)上，基于變頻回饋時的能量轉(zhuǎn)換原理，得到了回饋過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系；建立了回饋系統(tǒng)在不同坐標系下的數(shù)學模型，應用前饋解耦和電流電壓雙閉環(huán)的控制策略來實現(xiàn)回饋過程中再生電能以單位功率因數(shù)回饋電網(wǎng)的目的，并在Simulink中搭建了能量回饋系統(tǒng)的仿真模型，對回饋控制

4、的效果進行了仿真分析，證明了控制策略的正確性。
　　為解決回饋制動系統(tǒng)在斷電時無法實現(xiàn)安全制動的問題，本文通過綜合分析下運帶式輸送機的運行特性和現(xiàn)有制動裝置特點，對不同工況下的制動策略進行了研究，提出了“回饋制動+液壓軟制動”的聯(lián)合制動方式，在重載制動工況下盡可能多的回收制動能量，同時降低電氣設備的損耗、提高效率。并提出了應用液壓軟制動來解決突然斷電時的安全停車問題。隨后，在Simulink和AMESim中對下運帶式輸送機兩種工況

5、下的制動分別進行了仿真分析，揭示了回饋系統(tǒng)的制動控制規(guī)律。
　　通過以上研究并結(jié)合實際工況，本文還組建了下運帶式輸送機模擬試驗臺，設計了回饋制動系統(tǒng)分別在空載和重載下的試驗，對這兩種負載狀態(tài)下的運行規(guī)律進行了實驗研究，并對回饋過程中的電流電壓進行了檢測。試驗結(jié)果表明：變頻系統(tǒng)對下運帶式輸送機的軟起動控制效果較好，并且在運行過程中有著較好的調(diào)速性能；變頻回饋技術(shù)在下運帶式輸送機的應用可以很好地解決制動過程的能量回饋問題，回饋時的功率