刮板輸送機(jī)多永磁電機(jī)串聯(lián)驅(qū)動(dòng)新模式及關(guān)鍵技術(shù)

張 強(qiáng) ，劉 偉 ，王 聰 ，蘇金鵬 ，劉峻銘 ，顧頡穎 ，張潤鑫

（山東科技大學(xué) 機(jī)械電子工程學(xué)院, 山東 青島 266590）

0 引 言

煤炭作為我國主要一次性能源，預(yù)計(jì)未來20 年仍將占據(jù)我國能源消費(fèi)比重50%以上[1]，刮板輸送機(jī)作為煤礦工作面生產(chǎn)中的核心運(yùn)輸設(shè)備[2]，是保障煤炭穩(wěn)定供給的重要裝備；但煤礦工作面復(fù)雜惡劣的工作環(huán)境，造成刮板輸送機(jī)跳鏈、斷鏈、電路涌動(dòng)、雙驅(qū)電機(jī)功率失衡等故障頻發(fā)[3-4]，導(dǎo)致我國綜采工作面年平均開機(jī)率遠(yuǎn)不及美國、德國等發(fā)達(dá)國家的25%。對此，我國立足于煤礦的高等學(xué)校、企業(yè)以及科研機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)理論工作，研究重點(diǎn)涵蓋了鏈條動(dòng)張力測試、輸送機(jī)理、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的智能控制等方面[5-9]，在一定的條件下解決了刮板輸送動(dòng)態(tài)輸送和狀態(tài)監(jiān)測的難題，但對于智能截割三角煤、設(shè)備高可靠性運(yùn)行、自適應(yīng)調(diào)控等方面尚存在一系列的難題，例如，傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)任一驅(qū)動(dòng)電機(jī)故障都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)，嚴(yán)重影響煤炭開采效率；并且雙驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)系統(tǒng)靈敏性差，無法根據(jù)落煤載荷的時(shí)空非線性和煤流不均勻分布進(jìn)行自主調(diào)節(jié)，刮板輸送機(jī)整機(jī)系統(tǒng)能耗大、智能化程度低。

此外，伴隨著超大采高和超長工作面的發(fā)展，刮板輸送機(jī)運(yùn)行功率逐漸增大，新的挑戰(zhàn)應(yīng)運(yùn)而生。鏈條張力脈動(dòng)明顯、啟停對電網(wǎng)沖擊大、驅(qū)動(dòng)功率無法與運(yùn)煤量達(dá)到平衡等問題越來越明顯，傳統(tǒng)刮板輸送機(jī)的“雙端異步電機(jī)+減速器”驅(qū)動(dòng)方式存在響應(yīng)度慢、跟蹤性能差等問題[10-12]，嚴(yán)重制約了刮板輸送機(jī)智能化發(fā)展。……