葛世荣。刮板输送机时间兴盛过程（三）——驱动与智能掌握时间[J]。中邦煤炭，2024，50（4）：1-12。DOI：。2024。04。001

　　刮板输送机自成立以还，其掌握时间从人工掌握兴盛为召集掌握、长途掌握、主动掌握、智能掌握。正在综采事情面 “大三机”中，刮板输送机是最先实行主动化，也是最早跨入低级智能化的采矿设备，智能刮板输送机撑持了智能化采煤时间的兴盛。以为，高级智能化刮板输送机起码应具备运转形态、机械形状和修筑形态３种形态，具备自决感知、自决决定、自决调控３种才智，以此造成采煤事情面煤流装载运输智能互助机群。总结了刮板输送机软启动时间兴盛，先容了刮板输送机转弯驱动时间。指出，最新研发的永磁电机半直驱刮板输送机代替了守旧驱动办法，使刮板输送机正在综采事情面端头占用的空间大幅度缩减，晋升了输刮板送机的驱动智能性、修筑运转的牢靠性、井下空间的通顺性和端头顶板的支护性。近年来，海外公司推出的 OptiDriveAFC 主动掌握编制，邦内公司推出的采煤事情面长途召集监控驾驶舱和刮板输送聪明能掌握编制，均具有刮板输送修筑工况监测、链条主动张紧、煤量监测、要害零部件健壮形态明白、智能启动调速及毛病诊断等成效，撑持了综采事情面的全主动化运转。

　　葛世荣(1963-)，男，汉族，浙江天台人，教育、博士生导师，中邦工程院院士，中邦矿业大学(北京) 校长，从事智能矿山设备、摩擦牢靠性工程和矿山机械人讨论。主办邦度“973预备”项目“深部危机煤层无人采掘设备要害基本讨论”、邦度“863预备”中心项目“掘进机和采煤机长途监测和掌握要害时间”、邦度自然科学基金中心项目“煤矿井下无人化综采机组的智能感知与协同掌握基本讨论”和邦度中心研发预备智能机械人中心专项“大型露天矿机械人化自决运输装卸编制要害时间与操纵演示”项目。率先提出矿井晋升聪明能储积制动时间思绪、基于地舆音信导航的采煤机自决导航截割时间架构和掘进机平行智能掘支运时间形式、数字孪生灵巧矿山外面与时间和煤矿机械人时间谱系，研制告捷我邦第一台安标认证的煤矿搜救机械人、主动截割滚筒采煤机、主动截割悬臂掘进机、超长运距永磁电聪明能驱动带式输送机和超重型永磁电聪明能驱动刮板输送机。获邦度时间发觉二等奖3项和邦度科技先进二等奖1项等科技劳绩外彰，获“中邦青年科技奖”、 “世界杰出科技事情家”、“何梁何利基金科技先进奖”、“全邦能源论坛时间革新奖”、“孙越崎能源科技大奖”、世界“第二届革新抢先奖状”等学术声望。E-mail：gesr＠cumtb。edu。cn。

　　刮板输送机运动的掌握时间相称要害，智能性尤为紧急。2020年，作家曾提出智采事情面机组的智能性应具有仿生特质。采煤机犹如仿生鼹鼠发现穴洞，正在割煤经过中可能实行力感调速、视觉调姿、触觉避障、自决定位、嗅觉探测的自感调温等智能性。液压支架犹如仿生大象承受重载，正在支护围岩时可能用象腿调力、弓背调高、脊背感知、躯干调姿、自决迈步和视觉陈列等智能性。刮板输送机犹如仿生蟒蛇匍匐，正在运动时发现出屈伸推动、自决伸直、自感摩擦、自己抗磨、自决调速和自适弯曲的智能性。可弯曲刮板输送机运动机构应有仿生蟒蛇３个自正在度的运动掌握才智，可能自正在协作掌握前向匍匐驱动、侧向弯曲挪动和低头仰起运动。然而，刮板输送机输送煤流的前行运动只可仰赖机头和机尾牵引刮板链，侧向弯曲智能借助外力推移来实行，其智能性还远不足蟒蛇。持久以还，降低刮板输送机驱动的负载适宜性和工况智能性向来是其时间革新的对象。

　　刮板输送聪明能掌握是采煤主动化、智能化的中心时间，其要害正在于驱动机能调控，使采煤事情面煤流运输实行无人化安宁高效坐褥。从21世纪初步，我邦煤矿刮板输送机阅历了单片机掌握、可编程掌握器掌握单机，目前已兴盛到分散式掌握编制 (DCS)，实行与采煤机、液压支架的交互联动掌握，还可实行综采事情面巷道近程和地面长途监控。

　　起首，作家对刮板输送机可控变速驱动时间内在实行了科学阐释，并对其兴盛阶段实行了先容，同时注解了软起动对刮板输送机的紧急性，进而先容了邦外里的联系兴盛。驱动安装是刮板输送机的心脏，它直接影响刮板输送机的输送才智及事情牢靠性。早期的小功率刮板输送机采用直接启动办法，导致启动电流和启动加快率很大，存正在启动时电机冲锋力大、影响电网中其他修筑运转、电机启动电流过大而发烧等题目。于是，刮板输送机必要可控变速的软启动掌握时间，共阅历双电机驱动、液力巧合器调速、行星差动调速、大功率电机变频调速、永磁电机调速等兴盛阶段。为领略决刮板输送机满载启动、下降刮板输送机冲锋负荷及防范电机过载等题目，邦外里都研发双速变极电机行动重型刮板输送机的驱动修筑。双速电机拖动刮板输送机解除了减速器的液力联轴器，属于刚性传动，不行罗致运输中的动负荷，也无法对输送机供应任何维持用意，仍会时常产生断链和废弃电机的事情。对此，美邦、德邦提出了“软启动”观念，使电机正在空载下启动，到达额定转速后，以无冲锋加快进入褂讪运转速率形态。1980年代初，德邦恩斯塔夫 (Ensdorf)煤矿把福伊特公司研制的 DTP调速型液力巧合器初次正在2×400kW 刮板输送机应用，通过微机掌握进供词液流量，实行输送机空载启动，使启动经过的电网压降节减10％~14％，昭着下降了刮板输送机链条磨损和拉伸变形。从此，矿山刮板输送机“硬”传动变为无磨损 “软”传动。目前，液力耦合器正在矿山操纵占比40％，用于络续运输呆板占34。4%。其次，中心先容了刮板输送机永磁智能驱动时间。永磁同步电机是１种欺骗永磁体励磁的同步电机，能实行低转速大转矩传动，与同功率的异步电机比拟，功率因数高5％~10％，具有发烧量小、节电、高效的所长，非凡实用于煤矿重型运输修筑编制的重载启动与低速运转掌握。目前，大功率永磁防爆变频一体机已掩盖功率55~3000kW、电压660~10000V 的系列产物。永磁电机半直驱刮板输送机代替守旧的“异步电机＋耦合器＋减速器＋刮板输送机” “异步电机＋可控启动安装＋减速器＋刮板输送机”和 “变频器＋异步电机＋减速器＋刮板输送机”驱动办法，正在编制的牢靠性、功率平均、传动效能、调速机能等方面具备昭着上风。目前，中邦矿业大学 (北京)与山东久鼎呆板创制公司共同研发告捷综采事情面２×1200kW永 磁 电 机 驱 动 刮 板 输 送 机及 配 套 转 载 机 (700kW)、决裂机 (525kW)全永磁智能驱动输送成套设备，使传动编制集成度明显晋升，传动机构大幅简化。2020年，作家革新提出分散式永磁驱动刮板输送机时间构想，并发展了时间计划讨论。第三，阐扬了刮板输送机络续转弯驱动时间道理及其邦外里联系时间设备的兴盛。常例刮板输送机仅以直线刮板链驱动，碰到拐角运输巷道时，须用转载机实行搭接，才具实行络续运输，这正在某种水准上扩张了煤流输送编制杂乱性，下降了智能化水准。可弯曲刮板输送机采用转动机构，可使刮板链转弯驱动，实行拐角络续运输，简化了巷道连结部运输修筑的杂乱度，把综采事情面刮板输送机与巷道带式输送机合为一体，非常上风再现为！解除了转载机，简化了综采事情面输送编制，下降了输送编制毛病率，节减了粉尘天生量，综采事情面刮板输送机传动部可移至巷道， 采煤机可能截割综采事情面全长煤壁，从而大大加强了刮板输送机主动化运转效能。我邦正在这一规模的研发创制20世纪80年代初步起步，2017年６月，阳泉煤业集团与德邦HB布朗公司互助研发出SGZ1000/1710型直角转弯大功率重型刮板输送机，同年12月该机正在阳泉煤业集团新元煤炭公司3207综采事情面实行了工业性试验，实行最高月产25万t， 工效为77。7t/工，比守旧刮板输送机降低20％。第四，中心阐扬了刮板输送聪明能掌握时间兴盛。刮板输送机自成立以还，掌握办法最初是人工，之后阅历了召集掌握、长途掌握、主动掌握、智能掌握等４个兴盛方针。1971年，苏联有131个煤矿井下运输、井底车场、固定修筑实行了主动化，鼓励矿井煤炭产量扩张约40％，坐褥工人效能降低30％，劳动坐褥率降低了２倍。苏联煤矿应用主动化刨煤机组，实行长途启停掌握、刨煤机和刮板输送机驱动机构主动调理、刨煤机处所看守、自移支架、主动掌握、机组运转轨迹直线个全主动化集成演示综采事情面正在凯林莱矿实行井下试验，使综采事情面可能成为一个完全并主动推动采煤，全综采事情面每班只需２名事情职员打点。2018年，海外刮板输送聪明能掌握时间变为基于变频时间的调速掌握，久益公司推出Opti Drive AFC主动掌握编制，实行了刮板输送机链条和负载的适宜性掌握。1978年，河北省煤研所与峰峰矿务局煤研所配合研制YZK型煤矿刮板运输机动力载波召集掌握安装，可同时掌握10台刮板输送机，具有逆煤流次第延时启动各台刮板输送机、 瞬时截至全线刮板输送机、对刮板输送机的断链和斜链以及电机堵转等常常产生的事情实行维持等成效；尚有闭联信号、启动预告信号及事情报警信号及显示 各 台 刮 板 输 送 机 运 转 或 事 故 状 态 的 显 示成效。2022年，张家口煤机公司研发出500m超长运距刮板输送聪明能掌握编制，该编制采用现场总线通信办法，集成了变频驱动、工况监测、链条主动调度掌握、危机区域职员进入检测掌握、数字马达紧链掌握和煤流检测等联系修筑的智能掌握，开垦了众接口、众契约、当地/长途掌握的成套输送编制集控安装，具有刮板输送机运转经过智能掌握、工况数据监测、搜罗、存储、明白、诊断、预警及上传等成效，实行了刮板输送机的正在众种工况下的智能运转。末了，作家对刮板输送聪明能驱动掌握时间实行了总结。作家以为，正在过去80年兴盛过程中，刮板输送机设备革新为归纳呆板化采煤时间先进奠定了要害基本，也是暂时智能化采煤事情面时间兴盛的脊梁。智能自适宜驱动是智能刮板输送机的中心时间，目前大功率变频驱动一体机时间仍旧成熟操纵，但跟着驱动功率进一步增大，散热题目和修筑空间过大题目非常，改用永磁电机半直驱时间形势所趋，这将成为从此智能刮板输送机的主流驱动时间。跟着单机驱动功率1000kW 以上的永磁电机半直驱刮板输送机的研制告捷，将使刮板输送机正在综采事情面端头占用空间大幅度缩减，明显晋升刮板输送机驱动智能性、修筑运转牢靠性、井下空间通顺性和端头顶板支护性。 将来刮板输送机将实行数字孪生智能监控，通过机械视觉、深度进修、平行智能等时间调和，可能实行刮板输送机全编制、全时域、全流程的感知、优化、反应和监控，加强刮板输送机感控自决性和智能性，使其到达无人化运转地步。

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