權(quán)利要求書(shū)： 1.一種刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，所述方法為：

獲取采煤機(jī)在所述刮板輸送機(jī)上的位置，根據(jù)所述采煤機(jī)的實(shí)時(shí)位置和所述刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，將所述采煤機(jī)位置量化為數(shù)值X，X＞0；將所述采煤機(jī)位置量化為數(shù)值X的方法為，X= A+Ws×(100-A)/Wm，其中，A為設(shè)定值，0<A<100，Ws為采煤機(jī)實(shí)際位置值，Wm為刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度；

通過(guò)所述刮板輸送機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)確定所述刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm；

獲取所述刮板輸送機(jī)的實(shí)際負(fù)載Ts，計(jì)算所述刮板輸送機(jī)的負(fù)載量化值F=（（Ts-Tk）/X）*100；

根據(jù)所述刮板輸送機(jī)的負(fù)載量化值F、空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm計(jì)算實(shí)際運(yùn)量量化值Y=（F*100）/（Tm-Tk）；

以所述運(yùn)量量化值Y為調(diào)速依據(jù)，對(duì)所述刮板輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，以所述運(yùn)量量化值Y為調(diào)速依據(jù)，對(duì)所述刮板輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法為：

將所述實(shí)際運(yùn)量量化值Y的100%分成n個(gè)分段；

確定所述刮板輸送機(jī)的最大速度Smax和最小速度Smin，將Smax和Smin之間的速度分成n個(gè)速度，所述Y的分段數(shù)與所述速度的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)；

根據(jù)所述Y調(diào)速，獲取所述Y所在的分段，控制所述刮板輸送機(jī)的輸出速度為所述Y所在的分段的對(duì)應(yīng)速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，以所述運(yùn)量量化值Y為調(diào)速依據(jù)，對(duì)所述刮板輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法為：

確定所述刮板輸送機(jī)的最大速度Smax和最小速度Smin,所述刮板輸送機(jī)的設(shè)定速度為Sx=Y×（Smax-Smin）/100 +Smin。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，所述Ws位于機(jī)尾處時(shí)Ws=Wm， X=100；所述Ws位于機(jī)頭處時(shí)Ws=0，X=A。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，所述空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm為平均單臺(tái)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩值或總轉(zhuǎn)矩值。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，所述刮板輸送機(jī)處于升速過(guò)程時(shí)，所述Y達(dá)到某一分段的下限值時(shí)，所述刮板輸送機(jī)的輸出速度設(shè)定為所述分段的對(duì)應(yīng)速度。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，其特征在于，所述刮板輸送機(jī)處于降速過(guò)程時(shí)，所述Y達(dá)到某一分段的下限值-M之后，再切換到下一速度。

8.一種刮板輸送機(jī)，其特征在于，包括用于驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)的變頻器、控制器和位于所述刮板輸送機(jī)上的采煤機(jī)，所述控制器按照權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的調(diào)速方法控制所述變頻器的輸出速度。

說(shuō)明書(shū)： 一種刮板輸送機(jī)及其自適應(yīng)調(diào)速方法技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于刮板輸送機(jī)調(diào)速控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種刮板輸送機(jī)及其自適應(yīng)調(diào)速方法。

背景技術(shù)

在煤礦綜采工作面當(dāng)中，刮板輸送機(jī)是煤炭經(jīng)過(guò)采煤機(jī)開(kāi)采下來(lái)的第一道運(yùn)輸設(shè)備。在煤礦開(kāi)采中應(yīng)用廣泛，每個(gè)綜采工作面都需要用到這個(gè)設(shè)備。

刮板輸送機(jī)一般采用多驅(qū)動(dòng)，至少在刮板輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾處各有一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，總功率根據(jù)工作面條件不同各有不同，小的總功率有500kW，較大功率的刮板輸送機(jī)總功率有的達(dá)到4800kW。

隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，目前大多刮板輸送機(jī)均已采用變頻驅(qū)動(dòng)。變頻驅(qū)動(dòng)將啟動(dòng)加速過(guò)程延長(zhǎng)，消除了啟動(dòng)時(shí)的電氣沖擊和機(jī)械沖擊。已經(jīng)得到很多用戶認(rèn)可。雖然刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)已經(jīng)普及化，但是刮板輸送機(jī)的自動(dòng)調(diào)速運(yùn)行并沒(méi)有成熟可靠的應(yīng)用方案，刮板輸送機(jī)上有采煤機(jī)來(lái)回行走，也不方便加裝傳感器來(lái)探測(cè)運(yùn)煤量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，提供一種基于采煤機(jī)位置和變頻負(fù)載轉(zhuǎn)矩的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法：

獲取所述采煤機(jī)在所述刮板輸送機(jī)上的位置，根據(jù)所述采煤機(jī)的實(shí)時(shí)位置和所述刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，將所述采煤機(jī)位置量化為數(shù)值X，X＞0；

通過(guò)所述刮板輸送機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)確定所述刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm；

獲取所述刮板輸送機(jī)的實(shí)際負(fù)載Ts，計(jì)算所述刮板輸送機(jī)的負(fù)載量化值F=（（Ts-Tk）/X）*100；

根據(jù)所述刮板輸送機(jī)的負(fù)載量化值F、空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm計(jì)算實(shí)際運(yùn)煤量量化值Y=（F*100）/（Tm-Tk）；

以所述運(yùn)量量化值Y為調(diào)速依據(jù)，對(duì)所述刮板輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)速。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，以所述運(yùn)量量化值Y為調(diào)速依據(jù)，對(duì)所述刮板輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法為：

將所述實(shí)際運(yùn)煤量量化值Y的100%分成n個(gè)分段；

確定所述刮板輸送機(jī)的最大速度Smax和最小速度Smin，將Smax和Smin之間的速度分成n個(gè)速度，所述Y的分段數(shù)與所述速度的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)；

根據(jù)所述Y調(diào)速，獲取所述Y所在的分段，控制所述刮板輸送機(jī)的輸出速度為所述Y所在的分段的對(duì)應(yīng)速度。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，，以所述運(yùn)量量化值Y為調(diào)速依據(jù)，對(duì)所述刮板輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法為：

確定所述刮板輸送機(jī)的最大速度Smax和最小速度Smin,所述刮板輸送機(jī)的設(shè)定速度為Sx = Y×（Smax-Smin）/100 +Smin。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，將所述采煤機(jī)位置量化為數(shù)值X的方法為，X= A+Ws×(100-A)/Wm，其中，A為設(shè)定值，0<A<100，Ws為采煤機(jī)實(shí)際位置值，Wm為刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，所述Ws位于機(jī)尾處時(shí)Ws=Wm， X=100；所述Ws位于機(jī)頭處時(shí)Ws=0，X=A。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，所述空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm為平均單臺(tái)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩值或總轉(zhuǎn)矩值。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，所述刮板輸送機(jī)處于升速過(guò)程時(shí)，所述Y達(dá)到某一分段的下限值時(shí)，所述刮板輸送機(jī)的輸出速度設(shè)定為所述分段的對(duì)應(yīng)速度。

如上所述的刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，所述刮板輸送機(jī)處于降速過(guò)程時(shí)，所述Y達(dá)到某一分段的下限值-M之后，再切換到下一速度。

一種刮板輸送機(jī)，包括用于驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)的變頻器、控制器和位于所述刮板輸送機(jī)上的采煤機(jī)，所述控制器按照上述的控制方法控制所述變頻器的輸出速度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本發(fā)明獲取采煤機(jī)運(yùn)行時(shí)在刮板輸送機(jī)的實(shí)時(shí)位置值；讀取、記錄刮板輸送機(jī)變頻器的運(yùn)行轉(zhuǎn)矩值，通過(guò)數(shù)據(jù)分析得到刮板輸送機(jī)的空載轉(zhuǎn)矩值和滿載轉(zhuǎn)矩值；通過(guò)對(duì)變頻器轉(zhuǎn)矩、速度、采煤機(jī)位置的相關(guān)運(yùn)算，模擬出刮板輸送機(jī)的當(dāng)前運(yùn)煤量；根據(jù)計(jì)算出的運(yùn)煤量來(lái)調(diào)節(jié)刮板輸送機(jī)的給定速度；整個(gè)調(diào)速過(guò)程不需要任何輔助傳感器的參與，可靠性更高。

結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明具體實(shí)施例控制方法流程圖。

圖2為本發(fā)明具體實(shí)施例控制裝置的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施方式僅僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)原理，并非旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

刮板輸送機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)方式主要有變頻器加變頻電機(jī)和變頻一體式電動(dòng)機(jī)兩種。本發(fā)明的調(diào)速方法適用于以上兩種變頻驅(qū)動(dòng)方式。

實(shí)施例1

如圖1所示，本實(shí)施例提出了一種刮板輸送機(jī)自適應(yīng)調(diào)速方法，具體說(shuō)明如下：

S1、采煤機(jī)位置的確定：

獲取采煤機(jī)在刮板輸送機(jī)上的實(shí)時(shí)位置，獲取刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度Wm，刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度Wm為已知值。

根據(jù)采煤機(jī)的實(shí)時(shí)位置和刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，將采煤機(jī)位置量化為一個(gè)在A-100的數(shù)值X，X＞0。

具體的，將采煤機(jī)位置量化為數(shù)值X的方法為，X= A+Ws×(100-A)/Wm，其中，A為設(shè)定值，0<A<100。Ws為采煤機(jī)實(shí)際位置值，可以通過(guò)采煤機(jī)的定位模塊獲取，或者通過(guò)第三方通訊獲取。Wm為刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度。

Ws位于機(jī)尾處時(shí)Ws=Wm， X=100； Ws位于機(jī)頭處時(shí)Ws=0，X=A。

設(shè)A值的意義在于剔除采煤機(jī)本身長(zhǎng)度的影響，并且保證X會(huì)大于0，后續(xù)步驟中可以當(dāng)作除數(shù)用。

S2、空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm的確定：

通過(guò)刮板輸送機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)確定刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)的最小值和最大值，分別對(duì)應(yīng)空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm。

空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm可以為平均單臺(tái)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩值或總轉(zhuǎn)矩值，不影響運(yùn)算結(jié)果。

S3、計(jì)算刮板輸送機(jī)的負(fù)載量化值F：

獲取刮板輸送機(jī)的實(shí)際負(fù)載Ts，Ts可直接通過(guò)變頻器獲取?？紤]采煤機(jī)的位置因素和刮板輸送機(jī)的實(shí)際負(fù)載Ts，計(jì)算刮板輸送機(jī)的負(fù)載量化值F=（（Ts-Tk）/X）*100。

其中，Ts和Tk均是平均單臺(tái)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩值，或者，Ts和Tk均是總轉(zhuǎn)矩值。

S4、計(jì)算實(shí)際運(yùn)煤量量化值Y：

根據(jù)采煤機(jī)位置影響后的負(fù)載量化值F、空載轉(zhuǎn)矩值Tk和滿載轉(zhuǎn)矩值Tm計(jì)算實(shí)際運(yùn)煤量量化值Y=（F*100）/（Tm-Tk）。

S5、以Y為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)的自動(dòng)調(diào)速運(yùn)行：

本實(shí)施例為分段調(diào)速方式，調(diào)速過(guò)程如下：

（1）將實(shí)際運(yùn)煤量量化值Y的100%分成n個(gè)分段；則第1分段為100%～（（100%-（100/n）%），第2分段為（（100%-（100/n）%）～（（100%-2×（100/n）%），依次類(lèi)推。

例如當(dāng)n=4時(shí)，第一分段為100%～75%；第2分段為75%～50%；第3分段為50%～25%，第四分段為25%～0。

當(dāng)然，每個(gè)分段之間也可以不等分。比如可以分成（0～20）、（20～50）、（50～80）、（80～100）四個(gè)分段。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定刮板輸送機(jī)變頻器輸出的最大速度Smax和最小速度Smin，將Smax和Smin之間的速度分成n個(gè)速度， Y的分段數(shù)與所述速度的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)。例如，速度下限是1000，上限是1500 ；分成四份，那么就是1000、1166、1333、1500，或者，1000、1200、1300、1500。

（3）根據(jù)Y調(diào)速，獲取Y所在的分段，控制刮板輸送機(jī)的輸出速度為Y所在的分段的對(duì)應(yīng)速度。

其中，在刮板輸送機(jī)處于升速過(guò)程時(shí)， Y達(dá)到某一分段的下限值時(shí)，刮板輸送機(jī)的輸出速度設(shè)定為該分段的對(duì)應(yīng)速度。

在刮板輸送機(jī)處于降速過(guò)程時(shí)， Y達(dá)到某一分段的下限值-M之后，再切換到下一速度。本實(shí)施例經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)，可以防止因Y的波動(dòng)導(dǎo)致設(shè)定速度的波動(dòng)。

刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)雖然總的趨勢(shì)可以計(jì)算出，但是運(yùn)行瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩是不斷變化的，采用運(yùn)量直接作為負(fù)反饋調(diào)節(jié)速度，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，實(shí)際上速度反而會(huì)不斷變化，運(yùn)行穩(wěn)定性差。本實(shí)施例采用分段調(diào)速的方法是合理的調(diào)速方法，運(yùn)量Y在一個(gè)階段之內(nèi)對(duì)應(yīng)某個(gè)固定速度。

本實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)刮板輸送機(jī)的自動(dòng)調(diào)速，可以減少設(shè)備的無(wú)效電能損耗和設(shè)備的損耗，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的節(jié)能降耗要求；可以減少20%以上的無(wú)效磨損，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，加上節(jié)省降耗，大大降低設(shè)備的使用成本；可以真正實(shí)現(xiàn)設(shè)備的變頻調(diào)速運(yùn)行，有利于變頻驅(qū)動(dòng)的推廣。

本實(shí)施例還提出了一種刮板輸送機(jī)，如圖2所示，包括用于驅(qū)動(dòng)刮板輸送機(jī)的變頻器、控制器和位于刮板輸送機(jī)上的采煤機(jī)，控制器按照上述的控制方法控制變頻器的輸出速度。

實(shí)施例2

本實(shí)施例與實(shí)施例1的區(qū)別在于，本實(shí)施例以Y為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)的自動(dòng)調(diào)速運(yùn)行的方式不同，本實(shí)施例為線性化調(diào)速方式：

Y=（F*100）/（Tm-Tk），（0≤Y≤100）。

確定刮板輸送機(jī)的最大速度Smax和最小速度Smin,刮板輸送機(jī)的設(shè)定速度為Sx=Y×（Smax-Smin）/100 +Smin。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。