RU2606163C1 - Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им - Google Patents

Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им Download PDF

Info

Publication number
RU2606163C1
RU2606163C1 RU2015147138A RU2015147138A RU2606163C1 RU 2606163 C1 RU2606163 C1 RU 2606163C1 RU 2015147138 A RU2015147138 A RU 2015147138A RU 2015147138 A RU2015147138 A RU 2015147138A RU 2606163 C1 RU2606163 C1 RU 2606163C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drive
belt
synchronous
drums
control system
Prior art date
Application number
RU2015147138A
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Алексеевич Реутов
Original Assignee
Александр Алексеевич Реутов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Алексеевич Реутов filed Critical Александр Алексеевич Реутов
Priority to RU2015147138A priority Critical patent/RU2606163C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2606163C1 publication Critical patent/RU2606163C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G23/00Driving gear for endless conveyors; Belt- or chain-tensioning arrangements
    • B65G23/32Driving gear for endless conveyors; Belt- or chain-tensioning arrangements for effecting drive at two or more points spaced along the length of the conveyors
    • B65G23/36Driving gear for endless conveyors; Belt- or chain-tensioning arrangements for effecting drive at two or more points spaced along the length of the conveyors comprising two or more driving motors each coupled to a separate driving element, e.g. at either end of the conveyors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65GTRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
    • B65G43/00Control devices, e.g. for safety, warning or fault-correcting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

Синхронный электропривод ленточного конвейера включает первый и последующие по ходу движения ленты приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями, отклоняющие барабаны, тормоза, систему управления частотой, напряжением и силой тока электропитания, датчики скорости ленты, которые установлены перед каждым приводным барабаном, и датчики натяжения ленты, которые установлены перед или за каждым приводным барабаном. Способ управления синхронным электроприводом ленточного конвейера включает замер скорости ленты перед приводными барабанами, силы натяжения ленты перед и за приводными барабанами, задание синхронных частот и крутящих моментов синхронных электродвигателей, синхронизацию изменения скорости вращения приводных барабанов так, что отношения синхронных частот синхронных электродвигателей остаются постоянными. Повышается эффективность работы привода ленточного конвейера. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к конвейерному транспорту, а именно к электрическим приводам ленточных конвейеров мощностью более 500 кВт.
Известен привод ленточного конвейера, содержащий два или три приводных барабана, валы которых посредством муфт и редукторов соединены с асинхронными электродвигателями [1]. Недостатками этого привода являются большие потери электроэнергии, существенно возрастающие при неполной загрузке асинхронных электродвигателей, а также использование громоздких дорогостоящих редукторов.
Известен ленточный конвейер, включающий несущую конструкцию, конвейерную ленту и приводное устройство конвейерной ленты [2]. Приводное устройство включает по меньшей мере один приводной барабан с приводным валом и один приводной синхронный электродвигатель переменного тока с питанием через преобразователь частоты с посторонним возбуждением. При этом приводной вал и приводной электродвигатель соединены друг с другом без редуктора с коаксиальным расположением ротора электродвигателя и приводного вала.
Отсутствие редуктора уменьшает габариты и массу электропривода. Недостатком данного синхронного электропривода ленточного конвейера является сильное скольжение и износ конвейерной ленты при использовании нескольких приводных барабанов.
Известен способ управления электроприводом ленточного конвейера, заключающийся в изменении скорости вращения приводного барабана согласно заданному режиму работы ленточного конвейера [3].
Данный способ не учитывает разницу скоростей вращения нескольких приводных барабанов, поэтому недостатком этого способа управления является сильное скольжение и износ конвейерной ленты на приводных барабанах.
Задачей изобретения является повышение эффективности электропривода ленточного конвейера.
Синхронный электропривод ленточного конвейера, включающий первый и последующие по ходу движения ленты приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями (СД), отклоняющие барабаны, тормоза, систему управления частотой, напряжением и силой тока электропитания.
Согласно изобретению система управления содержит датчики скорости ленты (ДСЛ), установленные перед приводными барабанами, датчики натяжения ленты (ДНЛ) установленные перед и за приводными барабанами, или только перед или только за приводными барабанами.
ДНЛ установлены парами перед и за приводными барабанами.
Способ управления синхронным электроприводом ленточного конвейера, включающий изменение скорости вращения и крутящих моментов приводных барабанов посредством изменения системой управления частоты, напряжения и силы тока электропитания СД.
Согласно изобретению ДСЛ замеряют скорость ленты перед приводными барабанами, ДНЛ замеряют силу натяжения ленты перед и за приводными барабанами, или только перед или только за приводными барабанами, система управления задает синхронную частоту ω1 СД, соединенного с первым по ходу движения ленты приводным барабаном
ω1=Vn/R1,
где Vn - номинальная скорость ленты, R1 - радиус первого по ходу движения ленты приводного барабана;
система управления задает синхронные частоты ωi СД, соединенных с последующими по ходу движения ленты приводными барабанами
ωi=Vi/Rii, i=2…n,
где n - количество приводных барабанов, Vi - скорость ленты перед i-м приводным барабаном, Ri - радиус i-го приводного барабана, Δi - допускаемое увеличение синхронной частоты i-го СД;
система управления задает крутящие моменты Mi СД,
Mi=0…1,0 Mimax, i=1…n,
где Mimax - предельно допустимый момент i-го приводного барабана;
система управления синхронизирует пуск, изменение скорости и остановку приводных барабанов так, что отношения синхронных частот СД
ωii+1 (i=1…n-1) остаются постоянными;
система управления останавливает СД, если сила натяжения ленты перед или за приводными барабанами выходит за допустимые границы и/или сила тока превышает допустимое значение.
На фиг. 1 изображена схема синхронного электропривода ленточного конвейера с двумя приводными барабанами;
на фиг. 2 - то же;
на фиг. 3 - схема взаимодействия ленты с барабанами.
Синхронный электропривод ленточного конвейера включает первый 1 и второй 2 по ходу движения ленты 3 приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями (СД) 4 и 5. Возможно применение СД 4 и 5 с установленными на роторах обмотками возбуждения или постоянными магнитами. Лента 3 огибает приводные барабаны 1 и 2, отклоняющие барабаны 6, 7. Приводные барабаны 1 и 2 соединены с тормозами и/или храповыми механизмами (на чертежах не показаны). Возможно соединение тормозов и/или храповых механизмов с отклоняющими барабанами 6, 7 (на чертежах не показано). Электропривод ленточного конвейера не содержит редукторы, поэтому скорости вращения приводного барабана 1 и ротора СД 4 одинаковы. Аналогично скорости вращения приводного барабана 2 и ротора СД 5 также одинаковы.
Система управления электроприводом содержит датчики скорости ленты (ДСЛ) 8 и 9, датчики натяжения ленты (ДНЛ) 10 и 11, блоки управления 12 и 13. Блоки управления 12 и 13 соединены с ДСЛ 8 и 9, с ДНЛ 10 и 11, например, кабелями 14 и 15 и с СД 4 и 5 кабелями 16. Блоки управления 12 и 13 регулируют напряжение, частоту, ток возбуждения электропитания СД 4 и 5 согласно заявляемому способу управления.
Если приводные барабаны 1 или 2 работают без пробуксовки, то скорость ленты 3 в точке набегания на приводной барабан 1 или 2 равна скорости поверхности приводного барабана 1 или 2, поэтому для управления СД 4 и 5 необходимо замерять скорость ленты 3 перед точками набегания на приводные барабаны 1 и 2. ДСЛ 8 и 9 установлены перед приводными барабанами 1 и 2.
ДНЛ 10 и 11 также установлены перед приводными барабанами 1 и 2. Возможно расположение ДНЛ 10 и 11 за приводными барабанами 1 и 2 (на чертежах не показано). Возможно расположение ДНЛ 10 перед приводным барабаном 1, а ДНЛ 11 за приводным барабаном 2 или наоборот (на чертежах не показано).
На фиг. 2 приведена схема синхронного электропривода ленточного конвейера с ДНЛ 10 и 11, установленными парами перед и за приводными барабанами 1 и 2. Установка двух ДНЛ 10 перед и за первым приводным барабаном 1 позволяет системе управления замерять силу натяжения ленты 3 перед и за приводным барабаном 1 и определять реализуемый первым приводным барабаном 1 крутящий момент M1. Установка двух ДНЛ 11 перед и за вторым приводным барабаном 2 позволяет системе управления аналогично определять реализуемый вторым приводным барабаном 2 крутящий момент М2.
Способ управления синхронным электроприводом ленточного конвейера реализуют следующим образом.
При работе конвейера ДСЛ 8 и 9 замеряют скорости V1 и V2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2. V1 - скорость ленты 3 перед первым приводным барабаном 1, V2 - скорость ленты 3 перед вторым приводным барабаном 2 (фиг. 3).
Если ДНЛ 10 и 11 установлены перед приводными барабанами 1 и 2 (фиг. 1), то ДНЛ 10 и 11 замеряют силу натяжения S1 и S2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2. S1 - сила натяжения ленты 3 перед первым приводным барабаном 1, S2 - сила натяжения ленты 3 перед вторым приводным барабаном 2.
Блок управления 12 задает синхронную частоту ω1 СД 4, соединенного с первым по ходу движения ленты 3 приводным барабаном 1,
ω1=Vn/R1 (рад/с),
где Vn - номинальная скорость ленты 3, R1 - радиус первого по ходу движения ленты 3 приводного барабана 1. При переходных режимах работы конвейера, например при пуске и остановке, блок управления 12 изменяет номинальную скорость Vn ленты 3 согласно принятой зависимости.
Сила натяжения S2 ленты 3 перед вторым приводным барабаном 2 меньше, чем сила натяжения S1 ленты 3 перед первым приводным барабаном 1, поэтому скорость V2 меньше V1. Для работы второго приводного барабана 2 без скольжения и интенсивного износа ленты 3 скорость вращения второго приводного барабана 2 должна быть согласована со скоростью V2 ленты 3.
Блок управления 13 задает синхронную частоту ω2 СД 5, соединенного со вторым по ходу движения ленты 3 приводным барабаном 2,
ω2=V2/R22 (рад/с),
где R2 - радиус второго приводного барабана 2, Δ2 - допускаемое увеличение синхронной частоты СД 5.
Использование допуска Δ2 на увеличение синхронной частоты ω2 упрощает регулирование СД 5, не допуская скольжения ленты 3 по поверхности второго приводного барабана 2. Величина допуска Δ2 зависит, в основном, от упругих свойств ленты 3 и поверхности второго приводного барабана 2.
Блоки управления 12 и 13 задают напряжение и/или ток возбуждения СД 4 и 5 так, чтобы крутящие моменты Μ1 и М2 СД 4 и 5 имели требуемые значения
M1=0…1,0M1max, M2=0…1,0M2max,
где M1max - предельно допустимый момент первого приводного барабана 1, M2max - предельно допустимый момент второго приводного барабана 2. Блоки управления 12 и 13 вычисляют значения предельно допустимых моментов M1max и Μ2max, используя значения силы натяжения S1 и S2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2
M1max=S1[1-exp(-μ1α1)]R1 (Н⋅м), M2max=S2[1-exp(-μ2α2)]R2 (Н⋅м),
где μ1 и μ2 - коэффициенты сцепления ленты 3 с приводными барабанами 1 и 2, α1 и α2 - углы охвата (рад) лентой 3 приводных барабанов 1 и 2, ехр(…) - экспоненциальная функция.
Если ДНЛ 10 и 11 установлены за приводными барабанами 1 и 2, они замеряют силу натяжения S1C и S2C ленты 3 за приводными барабанами 1 и 2. В этом случае блоки управления 12 и 13 вычисляют значения предельно допустимых моментов Μ1max и M2max, используя значения силы натяжения S1C и S2C ленты 3 за приводными барабанами 1 и 2
M1max=S1C[exp(μ1α1)-1]R1 (Н⋅м), M2max=S2C[exp(μ2α2)-1]R2 (Н⋅м).
Значения предельно допустимых моментов Μ1max и могут быть вычислены и по другим, например, эмпирическим формулам.
Если ДНЛ 10 и 11 установлены парами перед и за приводными барабанами 1 и 2 (фиг. 2), то система управления замеряет значения силы натяжения S1, S1C, S2, S2C ленты 3 перед и за приводными барабанами 1 и 2, определяет реализуемые первым приводным барабаном 1 крутящий момент Μ1 и вторым приводным барабаном 2 крутящий момент М2.
M1=(S1-S1C)R1 (Н⋅м), M2max=(S2-S2C)R2 (Н⋅м).
Такая установка ДНЛ 10 и 11 парами позволяет системе управления контролировать соотношение фактически реализуемых крутящих моментов М1, М2 и предельно допустимых моментов M1max, M2max. При нормальной работе электропривода значения крутящих моментов М1, М2 не должны превышать M1max, M2max соответственно.
При неисправности электропривода превышение крутящими моментами Μ1 и/или М2 СД 4 и 5 значений предельно допустимых моментов M1max и/или M2max приводит к срыву сцепления ленты 3 с приводным барабаном 1 и/или 2. Такой режим работы электропривода ленточного конвейера недопустим.
Система управления синхронизирует пуск, изменение скорости и остановку приводных барабанов 1 и 2 так, что отношение синхронных частот ω1 и ω2 СД 4 и 5 остается постоянным ω12=const. Например, при остановке конвейера блоки управления 12 и 13 уменьшают значения синхронных частот ω1 и ω2 с сохранением пропорции.
Система управления останавливает СД 4 и 5, если сила натяжения S1 и/или S2 ленты 3 перед приводными барабанами 1 и 2 (или сила натяжения S1C и/или S2C ленты 3 за приводными барабанами 1 и 2) выходит за допустимые границы.
Система управления останавливает СД 4 и 5, если сила тока превышает допустимое значение.
При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, заключающийся в повышении эффективности работы ленточного конвейера за счет уменьшения потерь электроэнергии и износа приводных барабанов и конвейерной ленты. Кроме того, повышается надежность работы привода за счет исключения пробуксовки барабанов, возможности нагрева и воспламенения конвейерной ленты, улучшаются характеристики электросети.
Источники информации, использованные при составлении заявки
1. Реутов А.А. Моделирование приводов ленточных конвейеров / А.А. Реутов. - Брянск: Брянский гос. техн. ун-т, 2011. - с. 7-14.
2. Ленточная конвейерная установка, способ ее эксплуатации, а также ее применения / Заявка на изобретение РФ №2014111059/11 от 02.08.2012, опубл. 27.09.2015.
3. Спиваковский А.О. Транспортирующие машины / А.О. Спиваковский, В.К. Дьячков. - М.: Машиностроение, 1983. - с. 94-97.

Claims (13)

1. Синхронный электропривод ленточного конвейера, включающий первый и последующие по ходу движения ленты приводные барабаны, соединенные муфтами с синхронными электродвигателями, отклоняющие барабаны, тормоза, систему управления частотой, напряжением и силой тока электропитания, датчики скорости ленты, датчики натяжения ленты, отличающийся тем, что датчики скорости ленты установлены перед каждым приводным барабаном, датчики натяжения ленты установлены перед или за каждым приводным барабаном.
2. Способ управления синхронным электроприводом ленточного конвейера, включающий измерение скорости ленты, измерение силы натяжения ленты, изменение скорости вращения и крутящих моментов приводных барабанов посредством изменения системой управления частоты, напряжения и силы тока электропитания синхронных электродвигателей, отличающийся тем, что скорость ленты замеряют перед каждым приводным барабаном, силу натяжения ленты замеряют перед или за каждым приводным барабаном, система управления задает синхронную частоту ω1 синхронного электродвигателя, соединенного с первым по ходу движения ленты приводным барабаном
ω1=Vn/R1,
где Vn - номинальная скорость ленты, R1 - радиус первого по ходу движения ленты приводного барабана;
система управления задает синхронные частоты ωi синхронных электродвигателей, соединенных с последующими по ходу движения ленты приводными барабанами
ωi=Vi/Rii, i=2…n,
где n - количество приводных барабанов, Vi - скорость ленты перед i-м приводным барабаном, Ri - радиус i-го приводного барабана, Δi - допускаемое увеличение синхронной частоты i-го синхронного электродвигателя;
система управления задает крутящие моменты Mi синхронных электродвигателей,
Mi=0...1,0 Mimax, i=1…n,
где Mimax - предельно допустимый момент i-го приводного барабана;
система управления синхронизирует пуск, изменение скорости и остановку приводных барабанов так, что отношения синхронных частот синхронных электродвигателей
ωii+1 (i=1…n-1) остаются постоянными;
система управления останавливает синхронные электродвигатели, если сила натяжения ленты перед или за приводными барабанами выходит за допустимые значения и/или сила тока превышает допустимое значение.
RU2015147138A 2015-11-02 2015-11-02 Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им RU2606163C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147138A RU2606163C1 (ru) 2015-11-02 2015-11-02 Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147138A RU2606163C1 (ru) 2015-11-02 2015-11-02 Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2606163C1 true RU2606163C1 (ru) 2017-01-10

Family

ID=58452310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147138A RU2606163C1 (ru) 2015-11-02 2015-11-02 Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2606163C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111726043A (zh) * 2020-05-15 2020-09-29 四川省自贡运输机械集团股份有限公司 多电机同步控制系统及带式输送机
CN112573106A (zh) * 2019-09-27 2021-03-30 南京宝地梅山产城发展有限公司 一种长皮带驱动装置及皮带启动控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU401603A1 (ru) * 1971-01-04 1973-10-12 Реле пробуксовки
RU2010760C1 (ru) * 1992-01-08 1994-04-15 Артур Ефимович Гольберт Устройство для управления электроприводом ленточного конвейера
RU96565U1 (ru) * 2009-12-21 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Ленточный конвейер
US20140291126A1 (en) * 2011-08-23 2014-10-02 Norbert Becker Belt-conveying installation, method for operating the same, and use thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU401603A1 (ru) * 1971-01-04 1973-10-12 Реле пробуксовки
RU2010760C1 (ru) * 1992-01-08 1994-04-15 Артур Ефимович Гольберт Устройство для управления электроприводом ленточного конвейера
RU96565U1 (ru) * 2009-12-21 2010-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Ленточный конвейер
US20140291126A1 (en) * 2011-08-23 2014-10-02 Norbert Becker Belt-conveying installation, method for operating the same, and use thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112573106A (zh) * 2019-09-27 2021-03-30 南京宝地梅山产城发展有限公司 一种长皮带驱动装置及皮带启动控制方法
CN112573106B (zh) * 2019-09-27 2022-09-13 南京宝地梅山产城发展有限公司 一种长皮带驱动装置及皮带启动控制方法
CN111726043A (zh) * 2020-05-15 2020-09-29 四川省自贡运输机械集团股份有限公司 多电机同步控制系统及带式输送机

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2607040C (en) Electric damp controlled three-end shaft differential transmission
CN101031719B (zh) 风力发电设备的传动链和其中控制转速或转矩的方法
RU2017140924A (ru) Трансмиссия для насосов, энергетических установок или подобных устройств и способ приведения в действие такой трансмиссии
US20080099256A1 (en) Accessory drive system for a hybrid vehicle
RU2606163C1 (ru) Синхронный электропривод ленточного конвейера и способ управления им
WO2010060777A3 (en) Power distribution system and method thereof
US20160076630A1 (en) Method for operating a drive train, and drive train
ATE520872T1 (de) Hybridmaschinenanlage und steuerverfahren einer solchen maschinenanlage
EP2650186A3 (en) Drive system and control method of train
JP2010148347A (ja) 電動モーター双方向に異なる速度比率を入力する双方向駆動装置
CN107850052A (zh) 风力涡轮机的旋转速度控制方法以及风力发电系统
CN102307747A (zh) 用于运行传动系的方法
KR20130035247A (ko) 상이한 기어비를 갖는 기어박스를 테스트하는 테스트 리그 및 방법
RU2518072C1 (ru) Двухроторный электродвигатель с переменными оборотами и крутящим моментом
CN107112929B (zh) 传动系统和用于运行传动系统的方法
RU2345468C2 (ru) Электродвигатель с электромеханическим преобразователем передаточного отношения
CN103998912B (zh) 用于测试第一和/或第二电机的测试装置和方法
CN103036377A (zh) 双转子电磁滑差风电装置
CN101179250B (zh) 无传感器的永久磁体同步电动机的控制方法
US2352779A (en) Motor testing apparatus
CN201909712U (zh) 一种双轴交流变频电力传动试验系统
RU2573576C2 (ru) Устройство электропитания постоянным током автономного транспортного судна
CN104995435A (zh) 用于驱动机动车辆的辅助单元的皮带传动装置的皮带轮装置和用于驱动机动车辆的经由皮带轮装置连接的辅助单元的方法
RU2521221C2 (ru) Стенд для испытания редукторов
CN109477555B (zh) 驱动设备和用于限制转速的方法