CN110902279A - 一种皮带机应用的永磁同步电机直驱*** - Google Patents

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卓文伟
檀义才
蒋春琦
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    • B65G23/00—Driving gear for endless conveyors; Belt- or chain-tensioning arrangements
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Abstract

本发明公开了矿用电机控制***技术领域的一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，包括永磁同步电机、滚筒和变频器，滚筒通过滚筒支架转动设置，滚筒的转动轴通过联轴器与永磁同步电机的动力轴连接，滚筒的外壁与滚筒支架的从动滚筒之间套接有皮带，永磁同步电机的输入端与变频器输出端通信连接，通过调节变频器的UVW输出，确保实际需要的值符合，变频器输出正弦波驱动永磁同步电机的转动，通过滚筒带动皮带转动，采用电机直接驱动的形式，减少中间变速箱环节，消除了变速箱发生故障的概率，减轻维护成本，节省了整体部件成本，永磁同步电机可维持较高的效率，同功率情况下，发热量小，产品寿命增加，整体控制***稳定高效。

Description

一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***
技术领域
本发明涉及矿用电机控制***技术领域，具体为一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***。
背景技术
随着对环境保护要求越来越高，国家对能源项目明确要求做到节能减排。原矿用产品使用异步电机比较普遍，其作为皮带输送机和提升等设备的驱动部，需要能够在各种恶劣环境条件下工作，例如潮湿、泥泞、粉尘等工况条件下。随着我国铁路动车发展较快，技术水平较高，将动车驱动技术使用到煤矿行业，将提升矿用行业节能减排和安全效果，故设计出永磁同步电机与新式驱动***的组合，广泛应用于矿山、煤炭、港口、冶金、化工、建材、电力、粮食及交通运输等领域，其中驱动***是重点，既要传动效率高、稳定性强，同时又要节能环保，寿命长，方便使用，故实际生产中亟需设计一种新式电机驱动***，基于此，本发明设计了一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，以解决上述背景技术中提出的实际生产中亟需设计一种新式电机驱动***的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，包括永磁同步电机、滚筒和变频器，所述滚筒通过滚筒支架转动设置，所述滚筒的转动轴通过联轴器与永磁同步电机的动力轴连接，所述滚筒的外壁与滚筒支架的从动滚筒之间套接有皮带，所述永磁同步电机的输入端与变频器输出端通信连接。
进一步的，所述变频器包括逆变器、数字信号处理器、两组母线电容C和整流桥，所述数字信号处理器分别与永磁同步电机和逆变器信号连接，所述永磁同步电机与逆变器信号连接，所述整流桥、两组母线电容C和逆变器信号连接。
进一步的，所述逆变器包括十二组开关管，所述开关管包含相电性并联的绝缘栅双极晶体管Q1及二极管D1，十二组所述开关管分成并联三组的开关管串联模块，所述开关管串联模块包括从上到下四组所述开关管，所述开关管串联模块的第一、二开关管之间和第三、四开关管之间串接有两组二极管D2，三对所述二极管D2之间的节点均并接两组母线电容C，所述第一、二开关管与数字信号处理器同端口连接，所述第三、四开关管与数字信号处理器同端口连接。
进一步的，两组所述母线电容C均采用储能电容。
进一步的，所述整流桥包括六组二极管D3，六组所述二极管D3分成并联三组的二极管D3串联模块，所述二极管D3串联模块的两端与两组母线电容C和逆变器并接。
进一步的，所述滚筒支架上固定连接有皮带张紧器，所述皮带张紧器的转动轮与皮带的表面滑动贴合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过调节变频器的UVW输出，确保实际需要的值符合，变频器输出正弦波驱动永磁同步电机的转动，通过滚筒带动皮带转动，采用电机直接驱动的形式，减少中间变速箱环节，消除了变速箱发生故障的概率，减轻维护成本，节省了整体部件成本，永磁同步电机可维持较高的效率，同功率情况下，发热量小，产品寿命增加，整体控制***稳定高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中变频器电路原理图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-永磁同步电机，2-滚筒，3-皮带，4-变频器，5-联轴器，40-逆变器，41-数字信号处理器，42-母线电容，43-整流桥。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，包括永磁同步电机1、滚筒2和变频器4，滚筒2通过滚筒支架转动设置，滚筒2的转动轴通过联轴器5与永磁同步电机1的动力轴连接，滚筒2的外壁与滚筒支架的从动滚筒之间套接有皮带3，永磁同步电机1的输入端与变频器4输出端通信连接。
其中，变频器4包括逆变器40、数字信号处理器41、两组母线电容C42和整流桥43，数字信号处理器41分别与永磁同步电机1和逆变器40信号连接，永磁同步电机1与逆变器40信号连接，整流桥43、两组母线电容C42和逆变器40信号连接。
逆变器40包括十二组开关管，开关管包含相电性并联的绝缘栅双极晶体管Q1及二极管D1，十二组开关管分成并联三组的开关管串联模块，开关管串联模块包括从上到下四组开关管，开关管串联模块的第一、二开关管之间和第三、四开关管之间串接有两组二极管D2，三对二极管D2之间的节点均并接两组母线电容C42，第一、二开关管与数字信号处理器41同端口连接，第三、四开关管与数字信号处理器41同端口连接。
两组母线电容C42均采用储能电容，如电解电容，保证了控制电流的稳定传输，进而保证整个装置的稳定运行。
整流桥43包括六组二极管D3，六组二极管D3分成并联三组的二极管D3串联模块，二极管D3串联模块的两端与两组母线电容C42和逆变器40并接。
滚筒支架上固定连接有皮带张紧器，皮带张紧器的转动轮与皮带3的表面滑动贴合，防止皮带3松弛，提高传动效率。
数字信号处理器41采集到永磁同步电机1的速度与实际需要电机的速度做比较，如果有偏差，数字信号处理器41通过PWM信号去调节变频器4的UVW输出，确保实际需要的值符合，变频器4输出正弦波驱动永磁同步电机1的转动，通过滚筒2带动皮带3转动，变频器4与永磁同步电机1之间没有信号连接及为开环模式，即没有永磁同步电机1位置和速度信号反馈；另一种为有永磁同步电机1位置和速度信号反馈为闭环模式，永磁同步电机1与数字信号处理器41相连。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，包括永磁同步电机(1)、滚筒(2)和变频器(4)，其特征在于：所述滚筒(2)通过滚筒支架转动设置，所述滚筒(2)的转动轴通过联轴器(5)与永磁同步电机(1)的动力轴连接，所述滚筒(2)的外壁与滚筒支架的从动滚筒之间套接有皮带(3)，所述永磁同步电机(1)的输入端与变频器(4)输出端通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，其特征在于：所述变频器(4)包括逆变器(40)、数字信号处理器(41)、两组母线电容C(42)和整流桥(43)，所述数字信号处理器(41)分别与永磁同步电机(1)和逆变器(40)信号连接，所述永磁同步电机(1)与逆变器(40)信号连接，所述整流桥(43)、两组母线电容C(42)和逆变器(40)信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，其特征在于：所述逆变器(40)包括十二组开关管，所述开关管包含相电性并联的绝缘栅双极晶体管Q1及二极管D1，十二组所述开关管分成并联三组的开关管串联模块，所述开关管串联模块包括从上到下四组所述开关管，所述开关管串联模块的第一、二开关管之间和第三、四开关管之间串接有两组二极管D2，三对所述二极管D2之间的节点均并接两组母线电容C(42)，所述第一、二开关管与数字信号处理器(41)同端口连接，所述第三、四开关管与数字信号处理器(41)同端口连接。
4.根据权利要求2所述的一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，其特征在于：两组所述母线电容C(42)均采用储能电容。
5.根据权利要求2所述的一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，其特征在于：所述整流桥(43)包括六组二极管D3，六组所述二极管D3分成并联三组的二极管D3串联模块，所述二极管D3串联模块的两端与两组母线电容C(42)和逆变器(40)并接。
6.根据权利要求1所述的一种皮带机应用的永磁同步电机直驱***，其特征在于：所述滚筒支架上固定连接有皮带张紧器，所述皮带张紧器的转动轮与皮带(3)的表面滑动贴合。
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