[发明专利]一种变速装置驱动带式输送机多机功率平衡系统及方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种多机功率平衡系统及方法，尤其涉及一种变速装置驱动带式输送机多机功率平衡系统及方法。

背景技术

带式输送机因其系统构造简单、输送量大、运行距离长、可连续运转、运行稳定性高等特点，在煤炭、冶金、水泥、电力、港口、化工等行业担负着输送散状物料的作用，其发展的一个重要方面就是大运量、长距离、高带速。对于长距离、大运量、高强度大型胶带输送机目前均采用多滚筒、多电机、多点驱动，即在输送机头部、中间和尾部分别设置多台电动机，形成多台电机拖动同一皮带运行距离达数公里的多电机拖动系统。多滚筒、多电机、多点驱动的输送机优点是降低了输送带的工作张力，对驱动装置的功率和机械强度要求降低，适用面广。

长距离、大运量带式输送机，由于使用中经常满载启动或停车，使得输送带承受很大的动张力；此外，驱动电机的功率很大，满载直接启动时会对电网产生很大的冲击，不仅会影响其他设备的正常运行，而且会造成很大的能源浪费。对于多电机驱动的带式输送机，由于电动机的外特性的差异、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，造成电动机负载功率的失衡，从而引起带式输送机的功率不平衡。多点驱动存在着可控软起动以及功率平衡问题，协调好各台电动机的运行状态，是输送机能否正常运行的关键。

目前大功率带式输送机采用的驱动装置主要有交流变频器、调速型液力耦合器、液粘传动装置等。

对于使用交流变频器的大功率带式输送机，当电动机容量较大时，大功率变频器的输入谐波对电网的影响以及输出谐波对电动机的影响成为交流变频系统中突出的问题,极大地影响了运行效率。

而使用调速型液力耦合器、液粘传动装置时，在正常工作时效率低，传动特性是非线性的，可控制精度低。

现在也有将液粘传动和行星齿轮传动相结合实现可控变速，其液粘传动部分的零件加工精度要求高，启动过程或低速运转时，对冷却系统的冷却能力要求高，整个系统结构复杂，成本高昂。

发明内容

 本发明的目的是提供一种结构简单、成本低的变速装置驱动带式输送机多机功率平衡系统及方法，且无谐波、可控起动性能好，能大大提高运行可靠性和效率。

 本发明采用下述技术方案：

一种变速装置驱动带式输送机多机功率平衡系统，包括多个电动机和机械传动系统，所述的多个电动机的输出轴分别通过机械传动系统联接对应的滚筒，所述的机械传动系统包括齿轮减速机构和行星传动机构，所述的齿轮减速机构的输出轴连接行星传动机构的输入轴；所述的行星传动机构的内齿圈通过蜗轮、蜗杆连接可控动力源，所述的可控动力源包括液压马达和液压驱动机构；还包括用于对多个电动机和机械传动系统进行数据监测和采样的数据采集模块和对以上各个模块、系统进行数据采集、处理、控制的PLC控制系统，所述的数据采集模块的输出端连接PLC控制系统输入端，所述的液压驱动机构与PLC控制系统相连接。

所述的液压驱动机构包括液压泵、电液比例节流阀、电液比例溢流阀、第一单向阀和第二单向阀，所述的液压泵的出油端通过第一单向阀联通液压马达的进油端，液压马达的出油端通过电液比例节流阀联通油箱，所述的液压泵的出油端通过电液比例溢流阀联通油箱，所述的液压马达的进油端通过第二单向阀联通电液比例节流阀的出油端。

所述的行星传动机构为2K-H型行星变速齿轮。

所述的数据采集模块包括用于检测机械传动系统输出轴速度的电感式接近开关、用于检测油箱油温的温度传感器和多个分别用于检测第一电动机、第二电动机、第三电动机、第四电动机的电流传感器。

所述的温度传感器为RTD型温度传感器。

一种变速装置驱动带式输送机多机功率平衡方法：包括以下几个步骤；

A：通过数据采集模块实时发送采集到的各个带动滚筒转动的输出轴的转速、油箱的油温以及主电动机的功率信号到PLC控制系统，PLC控制系统根据接收到的信号通过液压驱动机构对机械传动系统输出轴进行速度闭环控制；

B：PLC控制系统以主电动机的功率值作为辅助电动机功率给定值，对各个辅助电动机通过通过液压驱动机构对机械传动系统输出轴进行功率闭环控制，为防止飞车现象，同时对辅助电动机进行速度限制。

所述的机械传动系统包括齿轮减速机构和行星传动机构，所述的齿轮减速机构的输出轴连接行星传动机构的输入轴，所述的行星传动机构的行星齿轮通过蜗轮、蜗杆连接可控动力源。

所述的可控动力源包括液压马达和液压驱动机构，所述的液压驱动机构由PLC系统进行控制。