本實用新型涉及煤礦設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的煤礦皮帶機通常使用普通異步電機進行驅(qū)動，異步電機轉(zhuǎn)速高但扭矩有限，必須配置減速箱以滿足工況需要的速度和力矩。通常情況下，使用液力耦合器和齒輪變速箱作為傳動和減速裝置，但異步電機的效率較低，功率因數(shù)低，會造成傳動能量損失。另外，減速箱故障率高，經(jīng)常需要停機維修，而皮帶機啟動時需附加的啟動電機沖擊或軟啟動裝置，對電網(wǎng)沖擊大，啟動完成后運轉(zhuǎn)時所需的轉(zhuǎn)矩減小，不利于能源節(jié)約，而且皮帶機轉(zhuǎn)速恒定時，無法根據(jù)物料多少來決定功率，導(dǎo)致很多時候電機空轉(zhuǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)，減少傳動損耗，提高節(jié)能率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

為解決以上技術(shù)問題，本實用新型實施例提供一種基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)，包括：伺服控制器、伺服電機、電流監(jiān)測電路和皮帶機；

其中，所述伺服控制器分別與所述伺服電機、電流監(jiān)測電路連接；

所述皮帶機分別與所述伺服電機、電流監(jiān)測電路連接。

進一步的，所述伺服電機設(shè)置有功率信號接口和控制接口；

所述伺服控制器與所述伺服電機連接，具體為：

所述伺服控制器通過所述功率信號接口和控制接口與所述伺服電機連接。

進一步的，所述皮帶機設(shè)置有負(fù)載信號接口；

所述皮帶機與所述電流監(jiān)測電路連接，具體為：

所述皮帶機通過所述負(fù)載信號接口與所述電流監(jiān)測電路連接。

進一步的，所述伺服電機為永磁同步電機。

進一步的，所述永磁同步電機包括模塊化電機定子；

所述模塊化電機定子由N個定子極組成，每個定子極包括齒尖端，護鐵和線圈；N≥2；

所述齒尖端包括定子面和齒主體；

所述線圈包括圍繞開口芯的多個繞組。

可見，本實用新型實施例提供的基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)，包括：伺服控制器、伺服電機、電流監(jiān)測電路和皮帶機；其中，伺服控制器分別與伺服電機、電流監(jiān)測電路連接；皮帶機分別與伺服電機、電流監(jiān)測電路連接。相比于現(xiàn)有技術(shù)使用異步電機、液力耦合器和變速箱，本實用新型使用伺服控制器和伺服電機進行替代，降低了能量傳遞的損失。另外，電流監(jiān)測電路采集皮帶機的負(fù)載電流信號，并將其反饋給伺服控制器以控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，提高電機動力系統(tǒng)的效率，避免不必要的工況浪費。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型提供的模塊化電機定子的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

參見圖1，是本實用新型提供的基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該伺服動力系統(tǒng)包括：伺服控制器1、伺服電機2、電流監(jiān)測電路3和皮帶機4。其中，伺服控制器1分別與伺服電機2、電流監(jiān)測電路3連接。皮帶機4分別與伺服電機2、電流監(jiān)測電路3連接。該伺服動力系統(tǒng)是專門為煤礦皮帶機設(shè)計的高效節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)，伺服電機具備良好起動特性。

在本實施例中，伺服電機2設(shè)置有功率信號接口和控制接口。伺服控制器1與伺服電機2連接，具體為：伺服控制器1通過功率信號接口和控制接口與伺服電機2連接。

在本實施例中，皮帶機4設(shè)置有負(fù)載信號接口。皮帶機4與電流監(jiān)測電路3連接，具體為：皮帶機4通過負(fù)載信號接口與電流監(jiān)測電路3連接。皮帶機4上設(shè)置有負(fù)載，負(fù)載的多少影響負(fù)載信號接口輸出的電流信號。

在本實施例中，伺服控制器1接收電流監(jiān)測電路3發(fā)送的電流信號和伺服電機2的功率信號，通過對信號的分析處理，判斷皮帶機4上的物料多少，負(fù)載多少，從而調(diào)整伺服電機2的運行速度，降低或提高運行功率，在保證生產(chǎn)的同時實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。另外，電流監(jiān)測電路3還可以在電流過大時導(dǎo)致溫度升高時，對電機溫度進行監(jiān)測，防止電機高溫?zé)龤?。電流監(jiān)測電路3為現(xiàn)有技術(shù)常見的電流監(jiān)測電路，只需要實時監(jiān)測負(fù)載電流即可，其結(jié)構(gòu)不再贅述。

作為本實施例的一種舉例，伺服電機可以但不限于為永磁同步電機。使用永磁同步電機替代原皮帶機動力系統(tǒng)中的異步電機和傳動裝置，并直接驅(qū)動皮帶機，省去了現(xiàn)有動力系統(tǒng)中的液力耦合器和變速箱，降低了能量傳動損失。另外，永磁同步電機的控制精度高，提高了皮帶機的響應(yīng)速度，最大程度提高皮帶運輸系統(tǒng)的工作效率和穩(wěn)定性。

在本舉例中，永磁同步電機包括模塊化電機定子。模塊化電機定子由N個定子極組成，每個定子極包括齒尖端，護鐵和線圈，N≥2，詳細(xì)可參見圖2。齒尖端包括定子面和齒主體；線圈包括圍繞開口芯的多個繞組。模塊化電機定子由預(yù)定數(shù)量的定子極組裝，可以通過從原堆疊中增加或減少獨立定子極，而不需要重新裝備制造設(shè)備，允許現(xiàn)場替換或組裝部件。

在本實施例中，本實用新型的伺服動力系統(tǒng)使整個皮帶機系統(tǒng)處于一個矢量控制系統(tǒng)中，所有皮帶機的電機均受伺服控制器的控制，在最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間以無級變速方式進行調(diào)節(jié)或啟停。伺服控制器將處理后的實測功率信號與設(shè)定值進行比較，從而改變電機轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)速與負(fù)載情況協(xié)調(diào)。一般來說，電機最高轉(zhuǎn)速為55Hz(110％)，最低轉(zhuǎn)速為0-12.5Hz(0％-25％)，在伺服控制器的控制下，電機在最低轉(zhuǎn)速和最高轉(zhuǎn)速之間變化。由于永磁同步電機具有低速大扭矩的特征，可以直接驅(qū)動電機，節(jié)省了傳動裝置的傳動損失，提高傳動效率，杜絕了傳動裝置如波箱漏油等故障造成整個系統(tǒng)停擺的問題。

可見，本實用新型實施例提供的基于煤礦皮帶機的伺服動力系統(tǒng)，包括：伺服控制器1、伺服電機2、電流監(jiān)測電路3和皮帶機4；其中，伺服控制器1分別與伺服電機2、電流監(jiān)測電路3連接；皮帶機4分別與伺服電機2、電流監(jiān)測電路3連接。相比于現(xiàn)有技術(shù)使用異步電機、液力耦合器和變速箱，本實用新型使用伺服控制器和伺服電機進行替代，降低了能量傳遞的損失。另外，電流監(jiān)測電路采集皮帶機的負(fù)載電流信號，并將其反饋給伺服控制器以控制伺服電機的轉(zhuǎn)速，提高電機動力系統(tǒng)的效率，避免不必要的工況浪費。

進一步的，由于伺服控制器1將電流監(jiān)測電路3的信號進行換算，進而控制伺服電機2直接驅(qū)動負(fù)載運行，使整個電機處于一個無傳動裝置的閉環(huán)控制中，減少了傳動損失，降低了維護成本。

進一步的，本實用新型的伺服電機使用永磁同步電機，其精度高，轉(zhuǎn)速控制平穩(wěn)，提高了電機響應(yīng)速度，將電機系統(tǒng)的自身效率提升了約10％，可以按照實際需要來提供輸出轉(zhuǎn)速，避免了不必要的工況浪費，最大程度提高節(jié)能率和系統(tǒng)穩(wěn)定性。

進一步的，永磁同步電機采用模塊化安裝，拆裝方便，出現(xiàn)損壞可直接替換模塊，相對于傳統(tǒng)的整體式定子，模塊化定子更有利于生產(chǎn)和維護。

進一步的，本實用新型的伺服動力系統(tǒng)在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)保持恒轉(zhuǎn)矩，可提高運行穩(wěn)定性，可以做到給定曲線與運行曲線重合，特別是電動機在低頻、低壓、低速時可提供足夠的轉(zhuǎn)矩，而且本電動機滿載起動運行時電流不超過額定電流的2倍。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護范圍。