CN107444847A - 混合驱动的长距离带式输送机 - Google Patents

混合驱动的长距离带式输送机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合驱动的长距离带式输送机，包括减速器、闸控***、驱动辊、传送带，还包括动势能储运回路与电动机复合驱动***、超级电容器组及控制器，通过回收带式输送机制动过程的动能，实现长距离带式输送机的液电混合驱动。本发明公开的混合驱动的长距离带式输送机能量利用率高、消除工作机构的冲击和振动、减少了工作机构的动应力、降低疲劳程度、延长了主驱动电动机和工作机构的寿命。

Description

混合驱动的长距离带式输送机
技术领域
本发明属于带式输送机械设备领域，具体涉及一种混合驱动的长距离带式输送机。
背景技术
长距离带式输送机在现代工业企业生产过程中运用非常广泛，是现代工业企业生产过程中所不可缺少的部分，是物料搬运和生产机械化***中的基本装备，其性能决定了运输机械化和生产机械化的效率和水平。如何正确选用可靠的可控驱动装置，控制启动过程以避免应力过大和振荡，提高设备的整体经济性成为了设计中的关键问题。
目前常用驱动装置有交流变频调速驱动***、液体粘性摩擦软启动***、液压马达驱动等，利用上述驱动装置，虽然能实现工作机构软启、软停问题，但实际运行中仍存在诸多问题，如交流变频调速驱动***，需要较高的技术难度，使用变频器驱动电动机在额定频率下运行不能节能，还会由于变频器自身的损耗，降低了***的效率，增加了故障点，降低了可靠性。同时由于变频调速需要解决电气方面的一系列问题，造价较高，使其应用也受到一定程度的限制；液体粘性摩擦软启动***如CST可控软启动装置基本无节能功效，发热量大，传动效率低，价格昂贵，维护成本高；液压马达驱动，价格一般为采用调速型液力耦合器驱动装置方式的2～3倍，与采用CST软启动装置方式的价格比较接近。在目前所运用的驱动装置基本都无节能功效。
如果采用纯电动机驱动长距离带式输送机，为了满足其大功率需求，电动机的体积就需要很大，这使得电动机在带式输送机上的合理布置极为不便，并且必须附加减速器才能实现电动机的低速大扭矩工况，这样进一步增大了电机驱动***的体积。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明旨在提供一种混合驱动的长距离带式输送机，通过回收带式输送机制动过程的动能，提高能量利用率。
混合驱动的长距离带式输送机，包括减速器(2)、闸控***(3)、驱动辊(4)、传送带(5)，其特征在于：还包括动势能储运回路与电动机复合驱动***(23)、超级电容器组(9)及控制器(24)；其中，动势能储运回路与电动机复合驱动***包括：动势能储运回路(22)、主驱动电动机(1)、传动器(20)、电磁离合器(19)、变频器(6)、双向DC-DC变换器(8)、电流互感器(7)和转速传感器(21)。
所述动势能储运回路(22)包括电比例四象限液压泵/马达(17)、安全阀(16)、恒压变量液压泵(14)、液压泵驱动电动机(13)、二位二通电磁阀(12)、蓄能器(10)、压力传感器(11)、位移传感器(18)及油箱(15)，电比例液压泵/马达的第一油口P1、安全阀的进油口、恒压变量液压泵的出油口与二位二通电磁阀的A油口连通，二位二通阀的B油口、压力传感器和蓄能器连接，压力传感器的输出信号输入控制器，电比例液压泵/马达的第二油口P2、安全阀的出油口、恒压变量液压泵的进油口均连接油箱，位移传感器与电比例四象限液压泵/马达的变量活塞连接以检测其摆角变化，位移传感器的输出信号输入控制器，液压泵驱动电动机的输出轴与恒压变量液压泵的驱动轴连接，电比例四象限液压泵/马达的摆角控制器、二位二通阀的控制端均与控制器连接。
主驱动电动机的第一、第二输出轴分别与减速器的输入轴和传动器的一端连接，减速器的输出轴与驱动辊连接，传送带安装在驱动辊上，闸控***安装在驱动辊的驱动轴上，传动器的另一端与电磁离合器的一端连接，电磁离合器的另一端与动势能储运回路的电比例四象限液压泵/马达的驱动轴连接，变频器的输入端和输出端分别与控制器和主驱动电动机连接，变频器的直流母线与双向DC-DC变换器的一端连接，双向DC-DC变换器的另一端与超级电容器组连接，双向DC-DC变换器的控制端与控制器连接，转速传感器与主驱动电动机的第二输出轴连接，其输出信号输入控制器，电流互感器安装在主驱动电动机和变频器的连接线上，其输出信号输入控制器；控制器向电比例四象限液压泵/马达、二位二通电磁阀、双向DC-DC变换器、液压泵驱动电动机及变频器发送控制指令。
所述的蓄能器是单一的液压蓄能器或两个以上的液压蓄能器组。
所述的主驱动电动机的第一输出轴通过减速器或直接与空压机执行机构的驱动轴连接。
所述的动势能储运回路是电比例四象限液压泵/马达和恒压变量液压泵组成的二次调节回路，或电比例四象限液压泵/马达和定量液压泵/马达组成的闭式回路。
与现有技术相比，本发明提供的一种混合驱动的长距离带式输送机，具有以下优点和积极效果：
1、本发明通过电比例四象限液压泵/马达辅助主驱动电动机驱动长距离带式输送机工作，在满足带式输送机瞬时大功率要求的前提下，使主驱动电动机不必附加减速器就可以实现低速大扭矩工况，减小了主驱动电动机的体积，为主驱动电动机在长距离带式输送机中的合理布置提供了便利。
2、本发明通过采用液电混合驱动方式，结合电气驱动大功率和液压驱动高功率密度的优点，可显著降低驱动该***的重量和体积。
3、本发明通过电比例四象限液压泵/马达和超级电容器组实现对长距离带式输送机制动过程的动能的回收和再利用，提高***的能量利用率，改善了长距离带式输送机的启制动性能，消除工作机构的冲击和振动，减少了工作机构的动应力，降低疲劳程度，延长了主驱动电动机和工作机构的寿命。
附图说明
图1是本发明混合驱动的长距离带式输送机的混合驱动控制原理图。
图中：1-主驱动电动机；2-减速器；3-闸控***；4-驱动辊；5-传送带；6-变频器；7-电流互感器；8-双向DC-DC变换器；9-超级电容器组；10-蓄能器；11-压力传感器；12-二位二通电磁阀；13-液压泵驱动电动机；14-恒压变量液压泵；15-油箱；16-安全阀；17-电比例四象限液压泵/马达；18-位移传感器；19-电磁离合器；20-传动器；21-转速传感器；22-动势能储运回路；23-动势能储运回路与电动机复合驱动***；24-控制器。
具体实施方式
以下结合附图介绍本发明详细技术方案：
如图1所示，混合驱动的长距离带式输送机，包括减速器2、闸控***3、驱动辊4、传送带5，还包括动势能储运回路与电动机复合驱动***23、超级电容器组9、控制器24，其中动势能储运回路与电动机复合驱动***包括：动势能储运回路22、主驱动电动机1、传动器20、电磁离合器19、变频器6、双向DC-DC变换器8、电流互感器7、转速传感器21。
所述动势能储运回路22包括电比例四象限液压泵/马达17、安全阀16、恒压变量液压泵14、液压泵驱动电动机13、二位二通电磁阀12、蓄能器10、压力传感器11、位移传感器18及油箱15，电比例液压泵/马达的第一油口P1、安全阀的进油口、恒压变量液压泵的出油口与二位二通电磁阀的A油口连通，二位二通阀的B油口、压力传感器和蓄能器连接，压力传感器的输出信号输入控制器，电比例液压泵/马达的第二油口P2、安全阀的出油口、恒压变量液压泵的进油口均连接油箱，位移传感器与电比例四象限液压泵/马达的变量活塞连接以检测其摆角变化，位移传感器的输出信号输入控制器，液压泵驱动电动机的输出轴与恒压变量液压泵的驱动轴连接，电比例四象限液压泵/马达的摆角控制器、二位二通阀的控制端均与控制器连接。
主驱动电动机的第一、第二输出轴分别与减速器的输入轴和传动器的一端连接，减速器的输出轴与驱动辊连接，传送带安装在驱动辊上，闸控***安装在驱动辊的驱动轴上，传动器的另一端与电磁离合器的一端连接，电磁离合器的另一端与动势能储运回路的电比例四象限液压泵/马达的驱动轴连接，变频器的输入端和输出端分别与控制器和主驱动电动机连接，变频器的直流母线与双向DC-DC变换器的一端连接，双向DC-DC变换器的另一端与超级电容器组连接，双向DC-DC变换器的控制端与控制器连接，转速传感器与主驱动电动机的第二输出轴连接，其输出信号输入控制器，电流互感器安装在主驱动电动机和变频器的连接线上，其输出信号输入控制器；控制器向电比例四象限液压泵/马达、二位二通电磁阀、双向DC-DC变换器、液压泵驱动电动机及变频器发送控制指令。
长距离带式输送机启动前，控制器发出指令H，控制液压泵驱动电动机启动，恒压变量液压泵开始工作，同时控制器发出指令使二位二通电磁阀打开，恒压变量液压泵为液压蓄能器补充油液，当压力传感器检测到蓄能器压力达到预设值时，控制器控制二位二通电磁阀关闭。
当输送机启动加速时，控制器发出指令E到变频器，控制主驱动电动机启动，并通过控制电比例四象限液压泵/马达的摆角使其处于液压马达工况，打开二位二通电磁阀，液压蓄能器组释放液压能，与恒压变量液压泵同时驱动电比例四象限液压泵/马达，进而辅助主驱动电动机启动。同时，控制器发出指令到双向DC-DC变换器，控制超级电容器组释放电能，补充带式输送机的主驱动电动机启动过程所需的峰值电流，主驱动电动机与电比例四象限液压泵/马达共同驱动输送机开始启动加速。
当输送机减速制动时，控制器发出控制指令使电网停止向变频器供电，输送机的动能使主驱动电动机处于发电状态，控制器发出指令到双向DC-DC变换器，将主驱动电动机发出的电能存储到超级电容器组中，同时，控制器控制电比例四象限液压泵/马达的摆角使其处于液压泵工况，电比例四象限液压泵/马达将液压油箱中的液压油泵入液压蓄能器中，进而将输送机的部分动能储存在液压蓄能器中；当压力传感器检测液压蓄能器中的油液压力达到设定极限值时，控制器发出指令使二位二通电磁阀关闭，油液通过安全阀流回油箱。安全制动后，控制器发出控制指令，控制二位二通电磁阀关闭，改变电比例四象限液压泵/马达的排量为零，同时，控制器控制双向DC-DC变换器使超级电容器组停止储存电能。
所述的蓄能器是单一的液压蓄能器或两个以上的液压蓄能器组。
所述的主驱动电动机的第一输出轴通过减速器或直接与空压机执行机构的驱动轴连接。
所述的动势能储运回路是电比例四象限液压泵/马达和恒压变量液压泵组成的二次调节回路，或电比例四象限液压泵/马达和定量液压泵/马达组成的闭式回路。

Claims (4)

1.混合驱动的长距离带式输送机，包括减速器(2)、闸控***(3)、驱动辊(4)、传送带(5)，其特征在于：还包括动势能储运回路与电动机复合驱动***(23)、超级电容器组(9)及控制器(24)；其中，动势能储运回路与电动机复合驱动***包括：动势能储运回路(22)、主驱动电动机(1)、传动器(20)、电磁离合器(19)、变频器(6)、双向DC-DC变换器(8)、电流互感器(7)和转速传感器(21)；
所述动势能储运回路(22)包括电比例四象限液压泵/马达(17)、安全阀(16)、恒压变量液压泵(14)、液压泵驱动电动机(13)、二位二通电磁阀(12)、蓄能器(10)、压力传感器(11)、位移传感器(18)及油箱(15)，电比例液压泵/马达的第一油口P1、安全阀的进油口、恒压变量液压泵的出油口与二位二通电磁阀的A油口连通，二位二通阀的B油口、压力传感器和蓄能器连接，压力传感器的输出信号输入控制器，电比例液压泵/马达的第二油口P2、安全阀的出油口、恒压变量液压泵的进油口均连接油箱，位移传感器与电比例四象限液压泵/马达的变量活塞连接以检测其摆角变化，位移传感器的输出信号输入控制器，液压泵驱动电动机的输出轴与恒压变量液压泵的驱动轴连接，电比例四象限液压泵/马达的摆角控制器、二位二通阀的控制端均与控制器连接；
主驱动电动机的第一、第二输出轴分别与减速器的输入轴和传动器的一端连接，减速器的输出轴与驱动辊连接，传送带安装在驱动辊上，闸控***安装在驱动辊的驱动轴上，传动器的另一端与电磁离合器的一端连接，电磁离合器的另一端与动势能储运回路的电比例四象限液压泵/马达的驱动轴连接，变频器的输入端和输出端分别与控制器和主驱动电动机连接，变频器的直流母线与双向DC-DC变换器的一端连接，双向DC-DC变换器的另一端与超级电容器组连接，双向DC-DC变换器的控制端与控制器连接，转速传感器与主驱动电动机的第二输出轴连接，其输出信号输入控制器，电流互感器安装在主驱动电动机和变频器的连接线上，其输出信号输入控制器；控制器向电比例四象限液压泵/马达、二位二通电磁阀、双向DC-DC变换器、液压泵驱动电动机及变频器发送控制指令。
2.根据权利要求1所述的混合驱动的长距离带式输送机，其特征在于：所述的蓄能器是单一的液压蓄能器或两个以上的液压蓄能器组。
3.根据权利要求1所述的混合驱动的长距离带式输送机，其特征在于：所述的主驱动电动机的第一输出轴通过减速器或直接与空压机执行机构的驱动轴连接。
4.根据权利要求1所述的混合驱动的长距离带式输送机，其特征在于：所述的动势能储运回路是电比例四象限液压泵/马达和恒压变量液压泵组成的二次调节回路，或电比例四象限液压泵/马达和定量液压泵/马达组成的闭式回路。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109649997A (zh) * 2019-01-26 2019-04-19 华北科技学院 一种矿用刮板运输机智能化高效驱动***
CN109649956A (zh) * 2019-01-26 2019-04-19 华北科技学院 一种矿用刮板运输机驱动控制***
CN109878989A (zh) * 2019-02-27 2019-06-14 华北科技学院 矿用刮板运输机智能化高效驱动***控制方法
CN110589368A (zh) * 2019-04-23 2019-12-20 华北科技学院 一种矿用刮板运输机驱动***长电缆控制方法
CN110758999A (zh) * 2019-10-15 2020-02-07 中国矿业大学(北京) 一种并联永磁电机智能直驱式带式输送机
CN111348379A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 西安交通大学 一种多个交流永磁伺服电机同步驱动的刮板输送机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005152846A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Tsubakimoto Chain Co ハイブリット駆動型郵便物仕分配送用移載装置
CN203855097U (zh) * 2014-05-13 2014-10-01 曲天智 新型刮板输送机驱动装置
CN106429666A (zh) * 2016-11-11 2017-02-22 太原理工大学 液电混合驱动摩擦式超级电容矿井提升机及控制方法
CN106761760A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 太原理工大学 电液混合驱动的电铲提升***

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005152846A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Tsubakimoto Chain Co ハイブリット駆動型郵便物仕分配送用移載装置
CN203855097U (zh) * 2014-05-13 2014-10-01 曲天智 新型刮板输送机驱动装置
CN106429666A (zh) * 2016-11-11 2017-02-22 太原理工大学 液电混合驱动摩擦式超级电容矿井提升机及控制方法
CN106761760A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 太原理工大学 电液混合驱动的电铲提升***

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111348379A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 西安交通大学 一种多个交流永磁伺服电机同步驱动的刮板输送机
CN109649997A (zh) * 2019-01-26 2019-04-19 华北科技学院 一种矿用刮板运输机智能化高效驱动***
CN109649956A (zh) * 2019-01-26 2019-04-19 华北科技学院 一种矿用刮板运输机驱动控制***
CN109878989A (zh) * 2019-02-27 2019-06-14 华北科技学院 矿用刮板运输机智能化高效驱动***控制方法
CN110589368A (zh) * 2019-04-23 2019-12-20 华北科技学院 一种矿用刮板运输机驱动***长电缆控制方法
CN110758999A (zh) * 2019-10-15 2020-02-07 中国矿业大学(北京) 一种并联永磁电机智能直驱式带式输送机

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