專(zhuān)利名稱(chēng)：雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率平衡調(diào)節(jié)方法，尤 其涉及一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法；本發(fā)明還 涉及一種實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)是破碎機(jī)械中一種新型的破碎設(shè)備，它 具有能耗低、磨損件少、重量輕等特點(diǎn)；近年來(lái)，隨著"多破少磨"破磨理論的發(fā)展，立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)在采礦、水利和水泥等行業(yè)得到了越來(lái)越 廣泛的應(yīng)用。立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的驅(qū)動(dòng)形式主要有單電機(jī)驅(qū)動(dòng)和雙電機(jī)驅(qū) 動(dòng)兩種，電機(jī)與負(fù)載之間采用皮帶傳動(dòng)。目前，雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)普遍沒(méi)有安裝功率平衡系統(tǒng)，主要存在以下問(wèn)題1. 功率不平衡，即便是型號(hào)完全一樣的兩臺(tái)電機(jī)，由于制造上的原因， 其機(jī)械特性往往也不完全相同。功率不平衡所造成的直接后果就是其中一 臺(tái)電機(jī)容易產(chǎn)生過(guò)熱，而另一臺(tái)負(fù)載不足、功率沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，從 而導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備工作效率低，電機(jī)使用壽命短，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成電機(jī)燒毀。2. 兩條皮帶張緊程度不一致會(huì)加大兩臺(tái)電機(jī)之間己經(jīng)存在的功率不平 衡程度。目前，在雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，主要采取電機(jī) 匹配的方法來(lái)解決上述問(wèn)題，即盡量使同功率的兩臺(tái)電機(jī)具有接近的額定 轉(zhuǎn)速；但這種方法不僅費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，效果也不理想；而且還存在電機(jī)可互換性差等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明旨在提供一種雙 電機(jī)驅(qū)動(dòng)立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法，它可實(shí)現(xiàn)共同驅(qū)動(dòng)負(fù)載 的兩臺(tái)電機(jī)能夠根據(jù)各自的額定功率等比例出力；本發(fā)明的另一個(gè)目的是 提供一種實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法采用以下技術(shù)方案它包括數(shù)據(jù)采 集、數(shù)據(jù)處理、控制量輸出及控制；具體方法如下1) 數(shù)據(jù)采集，對(duì)主電機(jī)和從電機(jī)錠子一側(cè)的電流進(jìn)行采集，與此同時(shí) 對(duì)兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)皮帶松弛邊的張緊力進(jìn)行采集；2) 數(shù)據(jù)處理，以上述電流分別作為兩臺(tái)電機(jī)實(shí)際功率的近似值計(jì)算出 兩臺(tái)電機(jī)功率的偏差率，與此同時(shí)計(jì)算出兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)皮帶張緊力的誤差；3) 調(diào)節(jié)控制，按照功率平衡條件^=AV7V2=A^/7V2e，通過(guò)變頻器調(diào) 節(jié)從電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其跟隨主電機(jī)的機(jī)械特性保持兩電機(jī)功率平衡；與此 同時(shí)，根據(jù)張力平衡條件F尸&，調(diào)節(jié)兩傳動(dòng)皮帶的張緊力，直到兩條傳 動(dòng)皮帶的張緊力趨于一致。為了實(shí)現(xiàn)上述方法，本發(fā)明提供的裝置采用以下技術(shù)方案它包括破 碎機(jī)、安裝在該破碎機(jī)上的大皮帶輪、分別通過(guò)小皮帶輪和傳動(dòng)皮帶共同 帶動(dòng)大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的兩臺(tái)電機(jī)；主電機(jī)通過(guò)第一電流傳感器與市電連接， 從電機(jī)通過(guò)第二電流傳感器、變頻器與市電連接，變頻器以及上述兩電流 傳感器分別與功率平衡控制器電連接；在兩條傳動(dòng)皮帶的松弛邊各設(shè)有一 套由步進(jìn)電機(jī)、與該電機(jī)連接的調(diào)節(jié)裝置、設(shè)置在步進(jìn)電機(jī)上的測(cè)量裝置、 通過(guò)彈簧與調(diào)節(jié)裝置連接的張緊輪構(gòu)成的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，兩套所述的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間通過(guò)張力控制器電連接。在第一電流傳感器的前端設(shè)有軟啟動(dòng)器。與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，因此有效地保證 了兩臺(tái)電機(jī)基本能夠根據(jù)各自的額定功率等比例出力，從而實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī) 的功率平衡；其優(yōu)點(diǎn)具體為1. 提高了設(shè)備的功率利用率和生產(chǎn)效率，降低了單位產(chǎn)品的生產(chǎn)能耗 和生產(chǎn)成本；2. 能夠隨設(shè)備參數(shù)的變化而適時(shí)自動(dòng)調(diào)整，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；3. 延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命；4. 由于對(duì)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速?zèng)]有特殊要求，因此當(dāng)某臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障后 只需要更換一臺(tái)同類(lèi)電機(jī)，而不再需要進(jìn)行電機(jī)匹配，從而提高了電機(jī)的 可互換性，減少了設(shè)備維修時(shí)間。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的A向視圖；圖3是本發(fā)明功率平衡控制器的結(jié)構(gòu)框圖。'圖中軟啟動(dòng)器l 變頻器2 功率平衡控制器3 從電機(jī)4 小 皮帶輪5 張緊輪6 大皮帶輪7 破碎機(jī)8 傳動(dòng)皮帶9 主電機(jī)IO 第一電流傳感器ll 第二電流傳感器12 彈簧13 測(cè)量裝置14 調(diào) 節(jié)裝置15 歩進(jìn)電機(jī)16 張力控制器17 比較器18 微分器19 模糊控制器20 PID控制器2具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明在圖1 3中，本發(fā)明所提供的方法包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、控制量 輸出及控制；具體方法如下1) 將主電機(jī)10與市電接連、將從電機(jī)4通過(guò)變頻器2與市電連接， 主電機(jī)10由市電直接供電、從電機(jī)4通過(guò)變頻器2供電；在兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng) 皮帶9的松弛邊各設(shè)置一套包括有測(cè)量裝置14、調(diào)節(jié)裝置15、步進(jìn)電機(jī) 16的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。2) 數(shù)據(jù)采集，利用安裝在主電機(jī)10和從電機(jī)4錠子一側(cè)的第一電流 傳感器11采集兩臺(tái)電機(jī)的電流//、 與此同時(shí)，利用兩個(gè)測(cè)量裝置14 采集兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)皮帶9松弛邊的張緊力^、 F2 。3) 數(shù)據(jù)處理，比較器18計(jì)算出兩電機(jī)之間的電流誤差/z/廠/2以及 兩電機(jī)之間的電流誤差變化率d々仏模糊控制器20根據(jù)電流誤差以及電流 誤差變化率近似地計(jì)算出兩臺(tái)電機(jī)功率的偏差率AVA^ 、 AW2e ;與此同 時(shí)，張力控制器17計(jì)算出兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)皮帶9張緊力的誤差/^=^-尸2 。4) 調(diào)節(jié)控制，PID控制器21根據(jù)兩臺(tái)電機(jī)功率的偏差率AVA^ 、AVW2e 并按照功率平衡條件尺= /^2=^7/ \^計(jì)算出控制量，然后向變頻器2輸 出該控制量，變頻器2調(diào)節(jié)從電機(jī)4的轉(zhuǎn)速使其跟隨主電機(jī)10的機(jī)械特性 保持兩電機(jī)按功率平衡條件運(yùn)行；與此同時(shí)，張力控制器17根據(jù)張緊力的 誤差h并按照張力平衡條件八二&計(jì)算出控制量，然后向設(shè)在兩條傳動(dòng) 皮帶9松弛邊一側(cè)的兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)16中的任意一臺(tái)發(fā)出一個(gè)步進(jìn)指令，該步進(jìn)電機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)裝置15調(diào)節(jié)傳動(dòng)皮帶9的張緊力直到兩條傳動(dòng)皮帶9的張緊力趨于一致。其中M為主電機(jī)的實(shí)際功率， A^為主電機(jī)的額定功率；w2為從電機(jī)的實(shí)際功率， w2e為從電機(jī)的額定功率；《為功率平衡系數(shù)。本發(fā)明所提供的裝置結(jié)構(gòu)如圖1 3所示主電機(jī)10和從電機(jī)4分別 通過(guò)一個(gè)小皮帶輪5和一根傳動(dòng)皮帶9共同帶動(dòng)安裝在破碎機(jī)8上的大皮帶輪7轉(zhuǎn)動(dòng)；主電機(jī)IO通過(guò)第一電流傳感器11與市電直接連接，從電機(jī)4由與市電連接的變頻器2供電，變頻器2與從電機(jī)4之間接有第二電流 傳感器12;變頻器2以及上述兩電流傳感器分別與功率平衡控制器3電連 接。為了避免在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生電流沖擊，在第一電流傳感器11的前端設(shè) 有軟啟動(dòng)器l。功率平衡控制器3由模糊控制器20、 PID控制器21、比較 器18、以及微分器19構(gòu)成。由于在工作一段時(shí)間后皮帶9的張緊程度會(huì) 發(fā)生變化，為了消除兩根傳動(dòng)皮帶9因張緊程度不一致而造成對(duì)兩臺(tái)電機(jī) 功率平衡的影響，在兩根傳動(dòng)皮帶9的松弛邊還各設(shè)置一套張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 該機(jī)構(gòu)由調(diào)節(jié)裝置15、驅(qū)動(dòng)該調(diào)節(jié)裝置的步進(jìn)電機(jī)16、設(shè)置在該步進(jìn)電機(jī) 上的測(cè)量裝置14、通過(guò)彈簧13與調(diào)節(jié)裝置15連接的張緊輪6構(gòu)成，兩步 進(jìn)電機(jī)16之間以及兩測(cè)量裝置14之間通過(guò)張力控制器17電連接。在上述實(shí)施例中，主電機(jī)10和從電機(jī)4均為鼠籠式交流電機(jī)，破碎機(jī) 8為立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)，測(cè)量裝置14為壓力傳感器。工作原理兩個(gè)電流傳感器分別將從主電機(jī)10和從電機(jī)4定子一側(cè)檢的電流作為兩電機(jī)的功率近似值傳送給功率平衡控制器3，該平衡控制器以功率平衡系數(shù)<formula>formula see original document page 9</formula>為功率平衡條件進(jìn)行比較；當(dāng)出現(xiàn)偏差 時(shí)，通過(guò)不斷調(diào)節(jié)從電機(jī)4的轉(zhuǎn)差率而改變從電機(jī)4的機(jī)械特性，使其跟 隨主電機(jī)10的機(jī)械特性運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)功率平衡。張緊輪6由彈簧13提供比較穩(wěn)定的張緊力，兩測(cè)量裝置14將檢測(cè)到 的壓力信號(hào)適時(shí)地傳送給張力控制器17，張力控制器17將所述的兩壓力 信號(hào)進(jìn)行比較后向其中一個(gè)歩進(jìn)電機(jī)16發(fā)出一個(gè)歩進(jìn)指令，步進(jìn)電機(jī)16 動(dòng)作并通過(guò)調(diào)節(jié)裝置15將角位移轉(zhuǎn)換直線位移，從而通過(guò)改變彈簧13的 壓縮量來(lái)達(dá)到調(diào)整主、從電機(jī)皮帶張緊程度一致的目的。
權(quán)利要求
1.一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)控制；其特征在于具體方法如下1)數(shù)據(jù)采集，對(duì)主電機(jī)和從電機(jī)錠子一側(cè)的電流進(jìn)行采集，與此同時(shí)對(duì)兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)皮帶松弛邊的張緊力進(jìn)行采集；2)數(shù)據(jù)處理，以上述電流分別作為兩臺(tái)電機(jī)實(shí)際功率的近似值計(jì)算出兩臺(tái)電機(jī)功率的偏差率，與此同時(shí)計(jì)算出兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)皮帶張緊力的誤差；3)調(diào)節(jié)控制，按照功率平衡條件K＝N1/N2＝N1e/N2e，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)從電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其跟隨主電機(jī)的機(jī)械特性保持兩電機(jī)功率平衡；與此同時(shí)，根據(jù)張力平衡條件F1＝F2，調(diào)節(jié)兩傳動(dòng)皮帶的張緊力，直到兩條傳動(dòng)皮帶的張緊力趨于一致。
2. —種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平 衡調(diào)節(jié)方法的裝置，包括破碎機(jī)、安裝在該破碎機(jī)上的大皮帶輪、分別通 過(guò)小皮帶輪和傳動(dòng)皮帶共同帶動(dòng)大皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)的兩臺(tái)電機(jī)；其特征在于 主電機(jī)(10)通過(guò)第一電流傳感器(11)與市電連接，從電機(jī)(4)通過(guò)第 二電流傳感器(12)、變頻器(2)與市電連接，變頻器(2)以及上述兩電 流傳感器分別與功率平衡控制器(3)電連接；在兩條傳動(dòng)皮帶(9)的松 弛邊各設(shè)有一套由步進(jìn)電機(jī)(16)、與該電機(jī)連接的調(diào)節(jié)裝置(15)、設(shè)置 在步進(jìn)電機(jī)(16)上的測(cè)量裝置(14)、通過(guò)彈簧(13)與調(diào)節(jié)裝置(15) 連接的張緊輪(6)構(gòu)成的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，兩套所述的張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間通 過(guò)張力控制器(17)電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于在第一電流傳感器(ll) 的前端設(shè)有軟啟動(dòng)器(1)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法及裝置，屬于破碎機(jī)械；旨在提供一種雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率平衡調(diào)節(jié)方法及裝置。其方法包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、調(diào)節(jié)控制；數(shù)據(jù)采集包括電機(jī)的電流以及傳動(dòng)皮帶的張緊力采集，數(shù)據(jù)處理包括計(jì)算兩臺(tái)電機(jī)功率的偏差率以及傳動(dòng)皮帶張緊力的誤差，調(diào)節(jié)控制包括從電機(jī)的轉(zhuǎn)速和步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)；其裝置包括破碎機(jī)、皮帶輪以及電機(jī)；主電機(jī)(10)通過(guò)第一電流傳感器(11)與市電連接，從電機(jī)(4)通過(guò)第二電流傳感器(12)、變頻器(2)與市電連接，變頻器(2)以及兩電流傳感器與功率平衡控制器(3)電連接。本發(fā)明可廣泛用于采礦、水利和水泥等行業(yè)。
文檔編號(hào)G05D15/00GK101254480SQ200810068709
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月11日
發(fā)明者仇宏程, 劉勁松, 朱東敏, 明 蘇 申請(qǐng)人:貴州成智重工科技有限公司