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葛世荣院士四谈刮板输送机(3):驱动与智能控制技术发展历程
来源:(煤矿科普) 时间: 2024-09-25 点击:671 点赞:0
  • 发展概况:

    • 发展现状:我国近 20 年高端刮板输送机成套装备自主制造能力达到国际领先水平,永磁电机智能驱动刮板输送机制造技术创新走在世界前列。

    • 未来方向:改用永磁电机半直驱技术将成为今后智能刮板输送机的主流驱动技术,未来刮板输送机将实现数字孪生智能监控,达到无人化运行境界。

    • 智能性仿生特征:可弯曲刮板输送机运动机构应有仿生蟒蛇 3 个自由度的运动控制能力,但目前其智能性还远不及蟒蛇,提高刮板输送机驱动的负载适应性和工况智能性是技术创新的方向。

  • 刮板输送机可控变速驱动技术:

    • 双速电机驱动:为解决刮板输送机满载启动等问题,国内外研发双速变极电机作为驱动设备,但仍会时常发生断链和烧毁电机的事故。

    • 液力耦合器传动:液力耦合器的应用使矿山刮板输送机 “硬” 传动变为无磨损 “软” 传动,目前在矿山应用占比较大。

    • 电磁离合器传动:苏联和德国在 20 世纪 80 年代试制了带有行星齿轮减速器和电磁滑差联轴节的新型传动装置。

    • 可控变速软启动:英国和德国研发出 CST 可控启动系统,主要用于长运距、大运量刮板输送机。

    • 变频调速软启动:变频调速电机技术在刮板输送机上具有启动过程可控、节能、便于检修维护等优势,我国在 2003 年开始应用国产变频器。

  • 刮板输送机永磁智能驱动技术:

    • 永磁同步电机的优势:能实现低转速大转矩传动,功率因数高,具有发热量小、节电、高效的优点,适用于煤矿重型运输设备。

    • 驱动方式的变革:永磁电机半直驱刮板输送机取代传统驱动方式,在系统可靠性、功率平衡、传动效率、调速性能等方面具备明显优势,可使刮板输送机在综采工作面端头占用的空间大幅度缩减。

    • 分布式永磁驱动:作者提出分布式永磁驱动刮板输送机技术构想,可使刮板链受力更均匀、应力载荷更低,提高综采系统开机率。

    • 工业性试验:开滦集团钱家营煤矿进行了永磁同步变频一体机驱动刮板输送机的工业性试验,实现了数据交互和功率平衡调控。

  • 刮板输送机连续转弯驱动技术:

    • 优势:可弯曲刮板输送机可实现拐角连续运输,简化输送系统,降低故障率,减少粉尘生成量,增强自动化运行效率。

    • 转弯驱动方式:包括滑动、整体式回转轮、分段式回转轮、摆动外置式摆动辊、内置式摆动辊、弧线铰接刮板等。

    • 发展历程:西德、英国、俄罗斯等国先后研制出不同类型的转弯刮板输送机,我国也在 20 世纪 80 年代开始研制并进行工业性试验。

  • 刮板输送机智能控制技术发展:

    • 国外发展:法国、苏联、西德、英国等国先后推出了不同的刮板输送机智能控制系统,2018 年久益公司推出 OptiDriveAFC 自动控制系统,实现了刮板输送机链条和负载的适应性控制。

    • 我国发展:我国从 20 世纪 60 年代开始试验改进刮板输送机集中控制系统,随后不断推出新的控制系统,2019 年天地奔牛公司推出刮板输送机智能控制系统,2022 年张家口煤机公司研发出超长运距刮板输送机智能控制系统。



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