井下膠帶輸送機中無齒輪永磁同步變頻驅動系統的應用

摘 要：井下膠帶輸送機，過去一直都是采用傳統的驅動系統。而經過技術改造以后，新型的無齒永磁輪同步變頻驅動系統代替了傳統驅動系統。無齒永磁輪同步變頻驅動系統相比傳統驅動系統，擁有著獨特的優勢。包括高效率、低消耗、噪音低、免維護、體積小、重量輕、輸出轉矩大、運行較為平穩等。由此可以看出，無齒永磁輪同步變頻驅動系統在井下膠帶輸送機的應用上，前景廣闊。

關鍵詞：無齒永磁輪同步變頻驅動系統；應用前景；高效節能

關于無齒永磁輪同步變頻驅動系統的原理，其實就是將永磁同步電機和變頻器相結合，從而達到動力的傳遞。這一新型驅動系統具有高效節能、低噪音、免維護、體積小、重量輕、輸出轉矩大等諸多優勢，并且成功的代替了傳統的驅動系統，在井下膠帶輸送機中廣泛應用。無齒永磁輪同步變頻驅動系統的在井下膠帶輸送機中的成功應用，表明了該驅動系統具有廣闊的應用前景。

1 膠帶輸送機傳統驅動系統和無齒輪永磁同步變頻直驅系統的結構對比及其作用

膠帶輸送機驅動系統中傳統系統與無齒輪永磁同步變頻直驅系統結構如圖1、圖2所示：

圖1中，（1）異步電動機將電能轉化為機械能，然后通過液力偶合器和減速器，來驅動帶式輸送機。（2）液力偶合器能夠有效的減緩沖擊力，以及隔離扭振。從而延長電動機的啟動時間，并且將降低啟動電流。（3）減速器可以通過降低轉速的方法，來增加驅動力矩。

圖2中，（1）電動機連接法蘭，在永磁直驅電動機和輸送機機頭架之間起到了一個很好的連接作用。電動機軸伸端和輸送機滾筒軸的同心度也得到了保證。（2）永磁直驅發動機是代替了減速器和液力偶合器的存在，它能夠將電能轉化為機械能，并且在變頻器的配合下，為輸送機帶輸出吻合的轉速。提高輸送機工作效率的同時，還免去了維護的繁瑣工作。

2 無齒輪永磁同步變頻直驅系統的優點

本研究選取鮑店煤礦的輸煤系統作為研究對象，該系統采用井下膠帶輸送機，其中包含無齒輪永磁同步變頻直驅形式，根據無齒輪永磁同步變頻直驅系統結構與參數數據可以作出分析，就無齒輪永磁同步變頻直驅系統的優點，我們可以總結出以下幾個方面：

（1）無齒輪永磁同步變頻直驅系統中，用永磁直驅發動機代替了傳統驅動系統中的減速器、液力偶合器，極大程度上的簡單化了系統的安裝調試工作，由振動產生的噪音大大降低[1]；（2）通過數據分析能夠看出，永磁同步發電機的極數較高，為20極。因此永磁同步發電機能夠獲得比較大的轉矩，不需要減速器也可以直接驅動傳動滾筒；（3）傳統的驅動系統結構中，有液力偶合器和減速器的存在，而當系統運行時，液力偶合器、齒輪、以及減速器長時間的工作，液力偶合器會出現軸承損壞、葉片收到破壞以及工作液體發生滲透的情況，而減速器也會因為長時間的工作，出現軸承損壞、齒輪磨損、油封發生漏油的情況[2]。這在很大程度上影響了系統的輸送效率，也為日常的維護工作帶來了諸多麻煩。而無齒輪永磁同步變頻直驅系統由于沒有液力偶合器和減速器的存在，避免了以上情況的發生，實現了免于維護的效果；（4）無齒輪永磁同步變頻直驅系統由于沒有液力偶合器和減速的存在，因此在成本預算上，有了一定的節省。（5）內置多機軟件，也是無齒輪永磁同步變頻直驅系統的一個優點。無齒輪永磁同步變頻直驅系統不僅擁有簡單的機械結構，而且其內置的多級軟件也能夠實現功率平衡，還擁有智能切換的功能[3]。相比傳統的驅動系統來說，無齒輪永磁同步變頻直驅系統，通過內置多機軟件來對發電機進行保護，無疑是更好的選擇。針對發電機發生的不同狀況，可以采取不同的方法來應對。比如功率過小時，只需要選擇單機運行，或者多機冗余切換著運行。另外在閉環速度的控制上，看根據輸送帶上的物料多少決定，輸送帶上物料較少時，可以適當的降低帶速，避免不必要的能源浪費，這對設備日常保養、使用壽命、以及減少消耗上有著可觀的作用；（6）無齒輪永磁同步變頻直驅系統去除了液力偶爾器和減速器，因此在結構上比較緊湊，體積縮小，重量上也有所減少。

3 無齒輪永磁同步變頻直驅系統的應用價值

無齒輪永磁同步變頻直驅系統擁有著顯著的“高效節能”特點，必將取代膠帶輸送機的傳統驅動系統，成為膠帶輸送機新型的驅動方式。通過無齒輪永磁同步變頻直驅系統和傳統驅動系統的對比，我們能看出無齒輪永磁同步變頻直驅系統的巨大優勢。該系統不僅節省成本，還擁有啟動轉矩大和過載能力強的特點，這非常適用于井下膠帶輸送機的重載起動。除了能夠對驗帶速度進行調整以外，無齒輪永磁同步變頻直驅系統更是能夠延長膠帶輸送機的使用壽命，還能較少日常繁瑣的維護工作，這大大的提升了膠帶輸送機的工作效率。事實證明，無齒輪永磁同步變頻直驅系統在井下膠帶輸送機有著極高的應用價值和前景。

4 結束語

無齒輪永磁同步變頻直驅系統在井下膠帶輸送機上的應用，不僅僅是帶來了技術領域上的新突破。該系統具有降低成本、較少噪音、免維護、高效節能、體積小、重量輕、輸出轉矩大、運行較為平穩等諸多優點。以上諸多優點，更是能夠為社會帶來巨大的經濟效益。綜上所述，該系統對于井下輸送機來說，有著非常好的應用前景。

參考文獻

[1]徐艷紅，曾令龍，盛文華.無齒輪永磁同步變頻驅動系統在帶式輸送機中的應用[J].煤礦機電，2013（4）：124-125.

[2]王寶恒，吳存良.永磁同步電機變頻驅動系統在膠帶輸送機上的應用[J].自動化與儀器儀表，2012（5）：77.

[3]王世玉.無齒輪永磁電機變頻驅動系統的應用[J].華東科技：學術版，2013（4）：292.