刮板輸送機雙機驅動系統研究

井萬里，賈立新，李夢毅，馬宇心，孫文堯

（西安交通大學 電氣工程學院，陜西 西安 710049）

0 引言

刮板輸送機是煤礦井下綜采工作面的主要運輸設備。傳統的刮板輸送機系統采用異步電動機驅動，效率較低。近年來，有學者將永磁同步電動機應用到刮板輸送機中，起到了很好的效率提升和節能減排作用[1-2]。文獻[3]將永磁同步電動機應用于刮板輸送機驅動系統中，降低了系統故障率。文獻[4-7]將永磁同步電動機直驅系統應用到刮板輸送機中，提升了驅動系統的效率。文獻[8]將永磁同步電動機半直驅系統應用到刮板輸送機中，解決了直驅系統過于龐大的問題。目前對刮板輸送機采用永磁同步電動機驅動的研究大多通過改造驅動系統的機械結構提升效率，對永磁同步電動機優化控制算法的研究較少。針對該問題，本文將最大轉矩電流比（Maximum Torque Per Ampere,MTPA）控制和弱磁控制引入刮板輸送機雙機驅動系統中，并采用主從控制方式實現功率平衡控制。在電動機額定轉速以內采用MTPA 控制，以降低電動機損耗。刮板輸送機的負載變化很大，本文通過弱磁控制擴大刮板輸送機的調速范圍，在負載較小時提高刮板輸送機速度，保證載煤量的穩定。

1 雙機驅動系統原理

煤礦井下作業時，采煤機沿刮板輸送機中部槽方向往復運動，切割上方煤層，使煤料落在刮板輸送機槽內，刮板輸送機將采得的煤料轉運至一側并卸載給轉載機，將煤料運出工作面。與采煤機行進方向垂直的液壓支架不斷推動刮板輸送機和采煤機橫向運動。……