矿料传送带重力势能回收发电装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种矿料传送带重力势能回收发电装置，旨在提供一种可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能回收发电装置。它包括传送带、驱动滚筒、发电滚筒、三相异步电动机、传动箱、三相交流发电机和电控单元等。本发明可实现矿料在自上而下运送过程中，将矿料的重力势能转化为发电机的电能，从而实现矿料重力势能的回收利用，达到节能减排的目的。
【专利说明】矿料传送带重力势能回收发电装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发电装置，更确切的说是一种矿料传送带重力势能回收发电装置。
【背景技术】
[0002]在矿山开采、矿料的选用和加工时，矿料在自上而下的输送过程中，随着传送带上矿料的增多，矿料本身的重力沿传送带方向上的分力逐渐增大，使传送带拉动滚筒加速旋转，这样就可以将矿料的重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电，具有节能减排的重要意义和良好的实用价值。
[0003]中国专利CN103161693A公开了一种重力势能发电的装置，利用交叉路口行驶车辆的自身重力，使铺在地面上的水袋中的水按一定方向流动，来冲击道路中间的发电机叶轮使其转动而发电。这种重力势能发电的装置，在水流冲击叶轮时叶轮所能达到的速度受路口车流方向的变化速度的限制，而且当路口车流量变化时，水流冲击叶轮的速度和强度都会变化，易导致发电机转速和输出电压不稳定。
[0004]中国专利CN103032281A公开了一种高原高山与低地平原之间的轨道载重滑车自体发电方法及装置，利用高原高山上的重物，通过载重滑车产生的重力势能转化为机械能，带动装于滑车上或运动轨道上的发电机组发电。这种重力势能发电的装置，适用场合为高原高山与低地平原之间，存在距离远、造价高、安全性低的缺点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种在矿料传送速度和传送载荷变化时既能满足矿料传送运输要求又具发电功能、可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能回收发电装置。
[0006]为解决上述技术问题，本发明的矿料传送带重力势能回收发电装置，包括驱动滚筒、发电滚筒、传送带、支承滚柱、支撑底座、第一传动箱、制动器、单向离合器、三相异步电动机、第二传动箱，其特征还包括电磁离合器、三相交流发电机、整流器、三相并网逆变器和电控系统，其中电控系统包括电控单元、系统开关、蓄电池、转速传感器、电压传感器、第一继电器电磁线圈、第二继电器电磁线圈、制动器线圈和电磁离合器线圈。
[0007]第一传动箱输入轴与驱动滚筒的轴通过联轴器连接，第一传动箱输出轴与制动器输入轴通过联轴器连接；制动器输出轴与单向离合器输入轴连接；单向离合器输出轴与三相异步电动机的传动轴连接；所述三相异步电动机通过第一继电器接入电网；第二传动箱输入轴与发电滚筒的轴通过联轴器连接，第二传动箱输出轴与电磁离合器输入轴通过联轴器连接；电磁离合器输出轴与三相交流发电机的传动轴连接。
[0008]所述电控单元的各信号输入端分别连接有系统开关、转速传感器和电压传感器；所述电控单元的各信号输出端分别连接有第一继电器电磁线圈、第二继电器电磁线圈、制动器线圈和电磁离合器线圈；所述转速传感器安装在第二传动箱输出轴上，用于检测第二传动箱的输出端转速；所述电压传感器的输入端子与整流器的输出端连接，用于检测整流器的输出电压。
[0009]所述整流器的三相输入端与三相交流发电机的输出端连接，用于将三相交流发电机输出的三相交流电转换成直流电；第二继电器触点的两端分别连接整流器的单相输出端和三相并网逆变器的单相输入端；所述三相并网逆变器的三相输出端与电网连接，用于将整流器输出的直流电转化为和电网同频率同相位的正弦交流电，并将此电力馈入电网。
[0010]所述三相交流发电机在发电滚筒的驱动下发电，产生的三相电压分别通过整流器、第二继电器触点和三相并网逆变器输入电网，电控单元通过控制第二继电器电磁线圈电流的通断来控制其触点的开闭，进而控制电压是否输出；所述电控单元通过电压传感器提供的电压值来判断电压是否达到输出电网的要求，若三相交流发电机的输出电压未达到要求，电控单元就会继续检测电压值，若该电压达到要求，则电控单元提供第二继电器电磁线圈高电位，第二继电器电磁线圈通电，第二继电器触点闭合，将三相并网逆变器的输出电压馈入电网。
[0011]所述系统开关用于控制整个系统的状态，当系统开关接通时，电控单元进入运行状态；当系统开关断开时，电控单元进入关机状态，即电控单元提供第一继电器电磁线圈、第二继电器电磁线圈和电磁离合器线圈低电位，同时，电控单元提供制动器线圈低电位，制动器动作，使驱动滚筒停止运转。
[0012]本发明与现有技术相比，其优点是:
(1)本发明的矿料传送带重力势能回收发电装置能够充分利用矿料势能，安全高效的发电；
(2)本发明中矿料传送带重力势能回收发电装置的电控系统，能够快速准确地识别系统运行状态，精确控制电动机的驱动与发电机的发电，安全性高，系统稳定可靠。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例矿料传送带重力势能回收发电装置的结构示意图。
[0014]图中:1.驱动滚筒 2.传送带 3.支承滚柱 4.发电滚筒 5.矿料卸载口
6.矿料7.矿料仓8.支撑底座10.第一传动箱IOa.第一传动箱输入轴IOb.第一传动箱输出轴11.制动器Ila.制动器输入轴Ilb.制动器输出轴12.单向离合器12a.单向离合器输入轴12b.单向离合器输出轴13.三相异步电动机14.第一继电器触点15.第二传动箱15a.第二传动箱输入轴15b.第二传动箱输出轴20.电磁离合器20a.电磁离合器输入轴20b.电磁离合器输出轴21.三相交流发电机22.整流器23.第二继电器触点24.三相并网逆变器30.电控单元31.系统开关32.蓄电池 33.转速传感器34.电压传感器35.第二继电器电磁线圈36.第一继电器电磁线圈37.制动器线圈38.电磁离合器线圈。
【具体实施方式】
[0015]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本发明保护的范围。
[0016]如图1所示，本发明的矿料传送带重力势能回收发电装置，包括驱动滚筒1、发电滚筒4、传送带2、支承滚柱3、支撑底座8、第一传动箱10、制动器11、单向离合器12、三相异步电动机13、第二传动箱15，其特征还包括电磁离合器20、三相交流发电机21、整流器22、三相并网逆变器24和电控系统，其中电控系统包括电控单元30、系统开关31、蓄电池32、转速传感器33、电压传感器34、第一继电器电磁线圈36和第二继电器电磁线圈35、制动器线圈37、电磁离合器电磁线圈38。
[0017]矿料6通过传送带2从矿料卸载口 5运送到矿料仓7中；所述传送带2在驱动滚筒I的驱动下运转，当系统开始发电后，传送带2驱动着发电滚筒4运转；所述支承滚柱3用于支撑传送带2 ;所述支撑底座8用于支撑驱动滚筒I和发电滚筒4。
[0018]第一传动箱输入轴IOa与驱动滚筒I的轴通过联轴器连接，第一传动箱输出轴IOb与制动器输入轴Ila通过联轴器连接；制动器输出轴Ilb与单向离合器输入轴12a连接,制动器11采用电磁制动；单向离合器输出轴12b与三相异步电动机13的传动轴连接；所述三相异步电动机13通过第一继电器触点14接入电网；第二传动箱输入轴15a与发电滚筒4的轴通过联轴器连接，第二传动箱输出轴15b与电磁离合器输入轴20a通过联轴器连接；电磁离合器输出轴20b与三相交流发电机21的传动轴连接。
[0019]所述电控单元30的各信号输入端分别连接有系统开关31、转速传感器33和电压传感器34;所述电控单元30的各信号输出端分别连接有第一继电器电磁线圈36、第二继电器电磁线圈35、制动器线圈37和电磁离合器线圈38 ;所述转速传感器33安装在第二传动箱输出轴15 b上,用于检测第二传动箱15的输出端转速；所述电压传感器34的输入端子与整流器22的输出端连接，用于检测整流器22的输出电压。
[0020]所述整流器22的三相输入端与三相交流发电机21的输出端连接，用于将三相交流发电机21输出的三相交流电转换成直流电；第二继电器触点23两端分别连接整流器22的单相输出端和三相并网逆变器24的单相输入端；所述三相并网逆变器24的三相输出端与电网连接，用于将整流器22输出的直流电转化为和电网同频率同相位的正弦波电流，并将此电力馈入电网。
[0021]本实施例中现规定如下预定参数:nl为停止势能回收的最低转速，n2为停止驱动的最低转速，Ul为允许输出的最低电压。
[0022]本实施例的矿料传送带重力势能回收发电装置的工作过程为:当系统开关31接通时，电控单元30进入运行状态，电控单元30提供制动器线圈37高电位，使之停止制动，同时，电控单兀30提供第一继电器电磁线圈36高电位,第一继电器电磁线圈36通电,第一继电器触点14闭合，接通三相异步电动机13，使之通过第一传动箱10带动驱动滚筒I运转，于是传送带2便开始运送矿料6 ；
电控单元30通过转速传感器33提供的转速信号来判断转速是否达到停止势能回收的最低转速nl，当超过该转速时，电控单元30提供第一继电器电磁线圈36低电位，第一继电器触点14断开，三相异步电动机13停止驱动，与此同时，电控单元30提供电磁离合器线圈38高电位，电磁离合器20接合，三相交流发电机21开始发电；此时，由于驱动系统的断开，滚筒转速会下降，若电控单元30接收到的转速传感器33的转速信号低于n2，则电控单元30提供第一继电器电磁线圈36高电位，第一继电器触点14闭合，接通三相异步电动机13 ；若转速传感器33的速度信号大于等于停止驱动的最低转速n2，三相交流发电机21继续发电；
三相交流发电机21在发电滚筒4的驱动下发电，产生的三相电压分别通过整流器22、第二继电器触点23和三相并网逆变器24输入电网，电控单元30通过控制第二继电器电磁线圈35电流的通断来控制其触点23的开闭，进而控制电压是否输出；电控单元30通过电压传感器34提供的电压值来判断电压是否达到允许输出的最低电压ul，若未达到该值，电控单元30就会继续检测电压值；若达到该值，则电控单元30提供第二继电器电磁线圈35高电位，第二继电器电磁线圈35通电，第二继电器触点23闭合，将三相并网逆变器24的输出电压馈入电网；
当传送带2上的矿料6数量减小，其重力势能不足以达到发电要求时，电控单元30提供电磁离合器电磁线圈38和第二继电器电磁线圈35低电位，电磁离合器20断开发电线路，第二继电器触点23断开；同时，电控单元30提供第一继电器电磁线圈36高电位，使第一继电器触点14闭合，三相异步电动机13运转，系统进入驱动状态；
系统开关31用于控制整个系统的状态，当系统开关31接通时，电控单元30进入驱动状态；当系统开关31关断时，电控单元30进入关机状态，即电控单元30提供第一继电器电磁线圈36、第二继电器电磁线圈35和电磁离合器线圈38低电位，同时，电控单兀30提供制动器线圈37低电位，制动器11动作，使驱动滚筒I停止运转。
[0023]上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属【技术领域】普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【权利要求】
1.一种矿料传送带重力势能回收发电装置，它包括驱动滚筒(I)、传送带(2)、支承滚柱(3)、发电滚筒(4)、制动器(11)、单向离合器(12)、三相异步电动机(13)、电磁离合器(20)和三相交流发电机(21)，其特征在于: 它还包括电控单元(30)、整流器(22)、第二继电器触点(23)和三相并网逆变器(24)；所述电控单元(30)的各信号输入端分别连接有系统开关(31)、转速传感器(33)和电压传感器(34);所述电控单元(30)的各信号输出端分别连接有第一继电器电磁线圈(36)、第二继电器电磁线圈(35)和制动器线圈(37)和电磁离合器线圈(38)； 所述转速传感器(33)安装在第二传动箱输出轴(15b)上,用于检测第二传动箱(15)的输出端转速；所述电压传感器(34)的输入端子与整流器(22)的输出端连接，用于检测整流器(22)的输出电压； 所述整流器(22)的三相输入端与三相交流发电机(21)的输出端连接；所述第二继电器触点(23)的两端分别连接整流器(22)的单相输出端和三相并网逆变器(24)的单相输入端；所述三相并网逆变器(24)的三相输出端与电网连接。
【文档编号】F03G3/00GK103939301SQ201410109180
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】曲金玉, 田香玉, 李训明 申请人:山东理工大学