一种基于煤矿皮带机的伺服动力系统的制作方法

本实用新型涉及煤矿设备技术领域，尤其涉及一种基于煤矿皮带机的伺服动力系统。

背景技术：

传统的煤矿皮带机通常使用普通异步电机进行驱动，异步电机转速高但扭矩有限，必须配置减速箱以满足工况需要的速度和力矩。通常情况下，使用液力耦合器和齿轮变速箱作为传动和减速装置，但异步电机的效率较低，功率因数低，会造成传动能量损失。另外，减速箱故障率高，经常需要停机维修，而皮带机启动时需附加的启动电机冲击或软启动装置，对电网冲击大，启动完成后运转时所需的转矩减小，不利于能源节约，而且皮带机转速恒定时，无法根据物料多少来决定功率，导致很多时候电机空转。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于煤矿皮带机的伺服动力系统，减少传动损耗，提高节能率和系统稳定性。

为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种基于煤矿皮带机的伺服动力系统，包括：伺服控制器、伺服电机、电流监测电路和皮带机；

其中，所述伺服控制器分别与所述伺服电机、电流监测电路连接；

所述皮带机分别与所述伺服电机、电流监测电路连接。

进一步的，所述伺服电机设置有功率信号接口和控制接口；

所述伺服控制器与所述伺服电机连接，具体为：

所述伺服控制器通过所述功率信号接口和控制接口与所述伺服电机连接。

进一步的，所述皮带机设置有负载信号接口；

所述皮带机与所述电流监测电路连接，具体为：

所述皮带机通过所述负载信号接口与所述电流监测电路连接。

进一步的，所述伺服电机为永磁同步电机。

进一步的，所述永磁同步电机包括模块化电机定子；

所述模块化电机定子由N个定子极组成，每个定子极包括齿尖端，护铁和线圈；N≥2；

所述齿尖端包括定子面和齿主体；

所述线圈包括围绕开口芯的多个绕组。

可见，本实用新型实施例提供的基于煤矿皮带机的伺服动力系统，包括：伺服控制器、伺服电机、电流监测电路和皮带机；其中，伺服控制器分别与伺服电机、电流监测电路连接；皮带机分别与伺服电机、电流监测电路连接。相比于现有技术使用异步电机、液力耦合器和变速箱，本实用新型使用伺服控制器和伺服电机进行替代，降低了能量传递的损失。另外，电流监测电路采集皮带机的负载电流信号，并将其反馈给伺服控制器以控制伺服电机的转速，提高电机动力系统的效率，避免不必要的工况浪费。

附图说明

图1是本实用新型提供的基于煤矿皮带机的伺服动力系统的一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的模块化电机定子的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，是本实用新型提供的基于煤矿皮带机的伺服动力系统的一种实施例的结构示意图。如图1所示，该伺服动力系统包括：伺服控制器1、伺服电机2、电流监测电路3和皮带机4。其中，伺服控制器1分别与伺服电机2、电流监测电路3连接。皮带机4分别与伺服电机2、电流监测电路3连接。该伺服动力系统是专门为煤矿皮带机设计的高效节能驱动系统，伺服电机具备良好起动特性。

在本实施例中，伺服电机2设置有功率信号接口和控制接口。伺服控制器1与伺服电机2连接，具体为：伺服控制器1通过功率信号接口和控制接口与伺服电机2连接。

在本实施例中，皮带机4设置有负载信号接口。皮带机4与电流监测电路3连接，具体为：皮带机4通过负载信号接口与电流监测电路3连接。皮带机4上设置有负载，负载的多少影响负载信号接口输出的电流信号。

在本实施例中，伺服控制器1接收电流监测电路3发送的电流信号和伺服电机2的功率信号，通过对信号的分析处理，判断皮带机4上的物料多少，负载多少，从而调整伺服电机2的运行速度，降低或提高运行功率，在保证生产的同时实现系统节能。另外，电流监测电路3还可以在电流过大时导致温度升高时，对电机温度进行监测，防止电机高温烧毁。电流监测电路3为现有技术常见的电流监测电路，只需要实时监测负载电流即可，其结构不再赘述。

作为本实施例的一种举例，伺服电机可以但不限于为永磁同步电机。使用永磁同步电机替代原皮带机动力系统中的异步电机和传动装置，并直接驱动皮带机，省去了现有动力系统中的液力耦合器和变速箱，降低了能量传动损失。另外，永磁同步电机的控制精度高，提高了皮带机的响应速度，最大程度提高皮带运输系统的工作效率和稳定性。

在本举例中，永磁同步电机包括模块化电机定子。模块化电机定子由N个定子极组成，每个定子极包括齿尖端，护铁和线圈，N≥2，详细可参见图2。齿尖端包括定子面和齿主体；线圈包括围绕开口芯的多个绕组。模块化电机定子由预定数量的定子极组装，可以通过从原堆叠中增加或减少独立定子极，而不需要重新装备制造设备，允许现场替换或组装部件。

在本实施例中，本实用新型的伺服动力系统使整个皮带机系统处于一个矢量控制系统中，所有皮带机的电机均受伺服控制器的控制，在最低转速和最高转速之间以无级变速方式进行调节或启停。伺服控制器将处理后的实测功率信号与设定值进行比较，从而改变电机转速，使转速与负载情况协调。一般来说，电机最高转速为55Hz(110％)，最低转速为0-12.5Hz(0％-25％)，在伺服控制器的控制下，电机在最低转速和最高转速之间变化。由于永磁同步电机具有低速大扭矩的特征，可以直接驱动电机，节省了传动装置的传动损失，提高传动效率，杜绝了传动装置如波箱漏油等故障造成整个系统停摆的问题。

可见，本实用新型实施例提供的基于煤矿皮带机的伺服动力系统，包括：伺服控制器1、伺服电机2、电流监测电路3和皮带机4；其中，伺服控制器1分别与伺服电机2、电流监测电路3连接；皮带机4分别与伺服电机2、电流监测电路3连接。相比于现有技术使用异步电机、液力耦合器和变速箱，本实用新型使用伺服控制器和伺服电机进行替代，降低了能量传递的损失。另外，电流监测电路采集皮带机的负载电流信号，并将其反馈给伺服控制器以控制伺服电机的转速，提高电机动力系统的效率，避免不必要的工况浪费。

进一步的，由于伺服控制器1将电流监测电路3的信号进行换算，进而控制伺服电机2直接驱动负载运行，使整个电机处于一个无传动装置的闭环控制中，减少了传动损失，降低了维护成本。

进一步的，本实用新型的伺服电机使用永磁同步电机，其精度高，转速控制平稳，提高了电机响应速度，将电机系统的自身效率提升了约10％，可以按照实际需要来提供输出转速，避免了不必要的工况浪费，最大程度提高节能率和系统稳定性。

进一步的，永磁同步电机采用模块化安装，拆装方便，出现损坏可直接替换模块，相对于传统的整体式定子，模块化定子更有利于生产和维护。

进一步的，本实用新型的伺服动力系统在额定转速内保持恒转矩，可提高运行稳定性，可以做到给定曲线与运行曲线重合，特别是电动机在低频、低压、低速时可提供足够的转矩，而且本电动机满载起动运行时电流不超过额定电流的2倍。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。