CN111689171A - 基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，确定上级输送机的空载转矩值和满载转矩值；获取上级输送机的实际转矩值，获取上级输送机的实际输出速度和最大运行速度，通过对变频器转矩、速度的相关运算，模拟出上级输送机的当前运量；根据计算出的运量来调节下级输送机的给定速度；整个调速过程不需要任何辅助传感器的参与，可靠性更高。

Description

基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法

技术领域

本发明属于运输系统调速控制技术领域，具体涉及一种基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法。

背景技术

在煤矿综采工作面中，煤炭开采出来后需要经过几级输送设备运送到地面。第一级是刮板输送机，第二级是转载输送机，第三极是顺槽胶带输送机。顺槽胶带输送机将煤炭运到煤矿的其他胶带输送机或其他设备后转送到地面。转载输送机和顺槽胶带输送机在煤矿开采中应用广泛，每个综采工作面都需要用到这个设备。

随着变频技术的发展，目前很多转载输送机和顺槽胶带输送机均已采用变频驱动。变频驱动将启动加速过程延长，消除了启动时的电气冲击和机械冲击。已经得到很多用户认可。

但是，目前变频驱动的顺槽胶带输送机，基本上没有实现自动调速运行。采用变频驱动，只用到了变频器的软启动功能，变频调速功能并没有得到充分使用。有些使用了变频调速功能，其变频调速依据基本是利用外加传感器，包括视频识别传感器、称重传感器、红外传感器等，基本实现了变频调速功能，但是设备投入成本高，调速误差大，容易受干扰，没有得到很好的推广。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述问题，提供一种基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法。

为达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法：

确定所述上级输送机的空载转矩值Tk和满载转矩值Tm；

获取所述上级输送机的实际转矩值Ts；

根据所述空载转矩值Tk、满载转矩值Tm和实际转矩值Ts计算转矩输出量化值Q=（Ts-Tk）×100/（Tm-Tk）；

获取所述上级输送机的实际输出速度Ss、最大运行速度Sm，计算运量量化值Y=Q×Ss/Sm；

以所述运量量化值Y为调速依据，对所述下级输送机进行调速。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，以所述运量量化值Y为调速依据，对所述下级输送机进行调速的方法为：

将所述运量量化值Y的100%分成n个分段；

确定所述下级输送机的最小速度Smin和最大速度Smax，将Smax和Smin之间的速度分成n个速度，所述Y的分段数与所述速度的个数对应；

根据所述运量量化值Y调速，获取所述运量量化值Y所在的分段，控制所述下级输送机的输出速度为所述运量量化值Y所在的分段的对应速度。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，以所述运量量化值Y为调速依据，对所述下级输送机进行调速的方法为：

确定所述下级输送机的最小速度Smin和最大速度Smax,所述下级输送机的设定速度为Sx = Y×（Smax-Smin）/100 +Smin。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，所述下级输送机处于升速过程时，所运量量化值Y达到某一分段的下限值时，所述下级输送机的输出速度设定为所述分段的对应速度。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，所述下级输送机处于降速过程时，所述运量量化值Y达到某一分段的下限值-M之后，再切换到下一速度。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，所述下级输送机处于降速过程时，所述运量量化值Y达到某一分段的下限值-M之后，且经过设定时间延时后，再切换到下一速度。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，所述设定时间大于所述上级输送机从尾部运输到头部的时间。

如上所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，所述空载转矩值Tk和满载转矩值Tm根据历史数据确定，或者，通过输入值确定。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明确定上级输送机的空载转矩值和满载转矩值；获取上级输送机的实际转矩值，获取上级输送机的实际输出速度和最大运行速度，通过对变频器转矩、速度的相关运算，模拟出上级输送机的当前运量；根据计算出的运量来调节下级输送机的给定速度；整个调速过程不需要任何辅助传感器的参与，可靠性更高。

本发明适用于已经采用变频驱动的转载输送机，直接采用转载输送机变频器的输出转矩来调节下级胶带输送机的转速，不需要其他设备，成本更低。

本发明实现顺槽胶带输送机的变频调速运行，可以减少设备的无效电能损耗和设备的损耗，实现设备运行的节能降耗要求。

本发明变频调速运行可以延长设备的使用寿命，加上节省降耗，大大降低设备的使用成本。

通过本发明可以真正实现设备的变频调速运行，有利于变频驱动的推广。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为本发明具体实施例控制方法流程图。

图2为本发明具体实施例调速过程示意图。

图3为转载输送机的运行转矩值曲线图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的应用场所是在运输系统中利用上级运输设备驱动变频器的转矩来调节下级输送设备的转速，控制方法的核心是利用上级变频器的输出转矩值为调速依据，通过量化计算，来调节下级输送设备的输出转速。本发明涉及的两级输送设备均需要变频驱动控制。

实施例1

本实施例以转载输送机变频器的输出转矩来调节顺槽胶带输送机的运行速度为例进行说明，其中上级输送设备指转载输送机，下级输送设备指顺槽胶带输送机。

转载输送机具有以下特性：

1、长度固定，转载输送机长度一般在40～70米之间，一旦设备确定后，则长度是固定不变的。

2、转载输送机的控制转矩是固定的，经过磨合之后的转载输送机，其空载转矩一般在20%～40%之间，驱动电机功率和转载机长度确定后，空载转矩值就是某个确定值。

3、转载输送机只有一台驱动电机。

4、顺槽胶带输送机一般只承接上级转载输送机运来的煤炭，两者之间运输关系相对固定。

如图1所示，本实施例提出了一种基于转载输送机变频输出转矩的胶带输送机自动调速方法，具体说明如下：

S1、确定转载输送机的空载转矩值Tk和满载转矩值Tm。

通过记录转载输送机的运行数据，转载输送机的运行转矩值如图3曲线所示，最小值和最大值是一个确定值，分别对应空载转矩值Tk和满载转矩值Tm。

其中，空载转矩值Tk和满载转矩值Tm根据历史数据确定，例如，软件实现时可以记录当天的最大值和最小值最为下一天的调速依据，这是一种自适应方法。或者，空载转矩值Tk和满载转矩值Tm通过输入值确定，例如，通过观察得出最大值和最小值人工输入到软件当中。

S2、获取转载输送机的实际转矩值Ts。

其中，Ts可以从变频器中直接读到。

S3、根据空载转矩值Tk、满载转矩值Tm和实际转矩值Ts计算转矩输出量化值Q=（Ts-Tk）×100/（Tm-Tk）。

将数据量化成一个0%～100%之间的量化值Q。

例如，刮板输送机运行时空载转矩为2000，满载转矩为9000，当实际转矩为5000时，输出量化值约为42.9%。

S4、获取转载输送机的实际输出速度Ss、最大运行速度Sm，计算运量量化值Y=Q×Ss/Sm。

转载输送机的实际运量不仅跟输出转矩有关，还跟实际速度有关，将转矩输出量化值和速度量化值的乘积等效成运量的量化值Y。

转载输送机的最大运行速度Sm是现场已知的确定值，实际输出速度Ss可以用变频器中直接读到。

通过上述步骤得到的运量Y也是一个0%～100%之间的数据。

S5、以Y为依据，实现顺槽胶带输送机的自动调速运行：

本实施例为分段调速方式，调速过程如下：

（1）将运量量化值Y的100%分成n个分段。则第1阶段为100%～（（100%-（100/n）%），第2阶段为（（100%-（100/n）%）～（（100%-2×（100/n）%），依次类推。

例如当n=4时，第一阶段为100%～75%；第2阶段为75%～50%；第3阶段为50%～25%，第四阶段为25%～0。

每个阶段之间也可以不等分。比如可以分成（0～20）（20～50）（50～80）（80～100）四个阶段。

（2）根据现场实际情况确定胶带输送机的最小速度Smin和最大速度Smax，将Smax和Smin之间的速度分成n个速度。Y的分段数与速度的个数对应。例如，速度下限是1000，上限是1500 ；分成四份，那么就是1000、1166、1333、1500，或者，1000、1200、1300、1500。

其中，n越大，调速越精细。

（3）根据Y调速，获取Y所在的分段，控制胶带输送机的输出速度为Y所在的分段的对应速度。

其中，在胶带输送机处于升速过程时， Y达到某一分段的下限值时，胶带输送机的输出速度设定为该分段的对应速度。防止升速慢导致胶带输送机落煤点出煤炭洒落。

在胶带输送机处于降速过程时， Y达到某一分段的下限值-M之后，再切换到下一速度。本实施例可以防止因Y的波动导致设定速度的波动。

优选的，Y达到某一分段的下限值-M之后，且经过设定时间延时后，再切换到下一速度。经过设定时间的延时，是因为煤炭从转载输送机运输到胶带输送机也有一定时间。其中，设定时间大于转载输送机从尾部运输到头部的时间。

转载输送机运行时虽然总趋势可以计算出，但是运行瞬时转矩是不断变化的，采用运量直接作为负反馈调节速度，实现无极调速，实际上速度反而会不断变化，运行稳定性差。本实施例采用分段调速的方法是合理的调速方法，使Y在某个范围之内对应胶带输送机一个固定速度。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例以Y为依据，实现顺槽胶带输送机的自动调速运行的方式不同，本实施例为线性化调速方式：

Q=（Ts-Tk）×100/（Tm-Tk）；（0≤Q≤100）。

Y=Q×Ss/Sm;（0≤Y≤100）。

确定顺槽胶带输送机的最小速度Smin和最大速度Smax, 顺槽胶带输送机的设定速度为Sx=Y×（Smax-Smin）/100 +Smin。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，所述方法为：

确定所述上级输送机的空载转矩值Tk和满载转矩值Tm；

获取所述上级输送机的实际转矩值Ts；

根据所述空载转矩值Tk、满载转矩值Tm和实际转矩值Ts计算转矩输出量化值Q=（Ts-Tk）×100/（Tm-Tk）；

获取所述上级输送机的实际输出速度Ss、最大运行速度Sm，计算运量量化值Y=Q×Ss/Sm；

以所述运量量化值Y为调速依据，对所述下级输送机进行调速。

2.根据权利要求1所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，以所述运量量化值Y为调速依据，对所述下级输送机进行调速的方法为：

将所述运量量化值Y的100%分成n个分段；

确定所述下级输送机的最小速度Smin和最大速度Smax，将Smax和Smin之间的速度分成n个速度，所述Y的分段数与所述速度的个数对应；

根据所述运量量化值Y调速，获取所述运量量化值Y所在的分段，控制所述下级输送机的输出速度为所述运量量化值Y所在的分段的对应速度。

3.根据权利要求1所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，以所述运量量化值Y为调速依据，对所述下级输送机进行调速的方法为：

确定所述下级输送机的最小速度Smin和最大速度Smax,所述下级输送机的设定速度为Sx=Y×（Smax-Smin）/100+Smin。

4.根据权利要求2所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，所述下级输送机处于升速过程时，所运量量化值Y达到某一分段的下限值时，所述下级输送机的输出速度设定为所述分段的对应速度。

5.根据权利要求2所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，所述下级输送机处于降速过程时，所述运量量化值Y达到某一分段的下限值-M之后，再切换到下一速度。

6.根据权利要求5所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，所述下级输送机处于降速过程时，所述运量量化值Y达到某一分段的下限值-M之后，且经过设定时间延时后，再切换到下一速度。

7.根据权利要求6所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，所述设定时间大于所述上级输送机从尾部运输到头部的时间。

8.根据权利要求1所述的基于上级输送机变频输出转矩的下级输送机自动调速方法，其特征在于，所述空载转矩值Tk和满载转矩值Tm根据历史数据确定，或者，通过输入值确定。

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