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CN103950702B - 矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法 - Google Patents

矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法，所述矿料传送带重力势能回收发电装置包括传送带、驱动滚筒、发电滚筒、制动器、三相异步电动机、传动箱、三相交流发电机和电控单元等。该方法能够通过检测转速传感器信号、电压传感器信号和系统开关信号，实现传送带驱动控制、势能回收发电控制、电压并网输出控制和系统制动控制，从而实现矿料重力势能的回收利用，达到节能减排的目的。

Description

矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法
技术领域
本发明涉及一种发电装置的控制方法，更确切的说是一种矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法。
背景技术
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。在矿料的重力势能通过滚筒驱动发电机进行回收发电的过程中，由于传送带上矿料数量、传送带速度的变化，需要进行发电过程控制。
发明内容
本发明的目的是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有发电功能、可靠性高、安全性高的矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法。
其技术方案为：一种矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法，所述矿料传送带重力势能回收发电装置包括驱动滚筒、传送带、支承滚柱、发电滚筒、制动器、单向离合器、三相异步电动机、电磁离合器、三相交流发电机、整流器、第二继电器触点、三相并网逆变器和电控单元，其特征在于所述控制方法按照以下步骤进行：
步骤1、检测转速传感器信号、电压传感器信号、系统开关信号；
步骤2、判断是否需要传送带驱动控制：当电控单元检测到系统开关的触点闭合时，判断为需要进行传送带驱动控制，进行步骤3；否则，当电控单元检测到系统开关的触点未闭合时，判断为需要进行系统制动控制，进行步骤8；
步骤3、传送带驱动控制：电控单元提供制动器线圈高电平，制动器停止制动，同时提供第一继电器电磁线圈高电平，第一继电器电磁线圈通电，第一继电器触点闭合，接通三相异步电动机，再通过第一传动箱带动驱动滚筒转动，从而实现传送带的驱动控制；
步骤4、判断第二传动箱输出轴的转速n是否大于三相异步电动机的停止驱动转速n0:当电控单元检测到转速传感器的转速n大于停止驱动转速n0时，判断为可以进行势能回收，进行步骤5；否则，当电控单元检测到转速传感器的转速n不大于停止驱动转速n0时，判断为未达到势能回收要求，进行步骤1；
步骤5、势能回收发电控制：电控单元提供第一继电器电磁线圈低电平，第一继电器电磁线圈通电，使第一继电器触点断开，三相异步电动机停止驱动，同时，电控单元提供电磁离合器线圈高电位，电磁离合器接合，三相交流发电机开始发电；
步骤6、判断整流器的输出电压u是否大于允许输出的最低电压u0：当电控单元检测到电压传感器的输出电压u大于允许输出的最低电压u0时，判断为允许电压并网输出，进行步骤7；否则，当电控单元检测到电压传感器的输出电压u不大于允许输出的最低电压u0时，判断为电压未达到输出要求，进行步骤1；
步骤7、电压并网输出控制：电控单元提供第二继电器电磁线圈高电平，第二继电器电磁线圈通电，使第二继电器触点闭合，将三相并网逆变器的三相电压输出至电网，从而实现电压并网输出控制，然后返回步骤1；
步骤8、系统制动控制：电控单元提供制动器线圈低电平，制动器动作，制动驱动滚筒，同时，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平，从而实现系统制动控制。
为实现上述控制方法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、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。
所述驱动滚筒用于驱动传送带运转；所述传送带用于运送矿料；所述发电滚筒用于驱动三相交流发电机发电；所述系统开关用于控制系统的驱动或制动状态。
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。
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三相电压，并将此电力馈入电网。
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的控制方法，不仅能够实现矿料的正常运送控制，而且能够将矿料的重力势能回收并转化为发电机的电能，从而达到节能减排的目的；
（2）本发明的矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法，可自动识别系统的运行状态，并通过电控系统控制驱动与发电时机。
附图说明
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。
图2是本发明实施例矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法的流程图。
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10a.第一传动箱输入轴10b.第一传动箱输出轴11.制动器11a.制动器输入轴11b.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
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。
如图1所示，本发明中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。
所述驱动滚筒1用于驱动传送带2运转；所述传送带2用于将矿料6从矿料卸载口5运送到矿料仓7中；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1和发电滚筒4；所述发电滚筒4用于驱动三相交流发电机21发电；所述系统开关31用于控制系统的驱动或制动状态。
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，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三相电压，并将此电力馈入电网。
如图2所示，本发明的矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法流程为：
步骤S100、检测转速传感器33信号、电压传感器34信号、系统开关31信号；
步骤S101、判断是否需要传送带2驱动控制：当电控单元30检测到系统开关31的触点闭合时，判断为需要进行传送带2驱动控制，进行步骤S102；否则，当电控单元30检测到系统开关31的触点未闭合时，判断为需要进行系统制动控制，进行步骤S107；
步骤S102、传送带2驱动控制：电控单元30提供制动器线圈37高电平，制动器11停止制动，同时提供第一继电器电磁线圈36高电平，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，再通过第一传动箱10带动驱动滚筒1转动，从而实现传送带2的驱动控制；
步骤S103、判断第二传动箱输出轴15b的转速n是否大于三相异步电动机13的停止驱动转速n0:当电控单元30检测到转速传感器33的转速n大于停止驱动转速n0时，判断为可以进行势能回收，进行步骤S104；否则，当电控单元30检测到转速传感器33的转速n不大于停止驱动转速n0时，判断为未达到势能回收要求，进行步骤S100；
步骤S104、势能回收发电控制：电控单元30提供第一继电器电磁线圈36低电平，第一继电器电磁线圈36通电，使第一继电器触点14断开，三相异步电动机13停止驱动，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；
步骤S105、判断整流器22的输出电压u是否大于允许输出的最低电压u0：当电控单元30检测到电压传感器34的输出电压u大于允许输出的最低电压u0时，判断为允许电压并网输出，进行步骤S106；否则，当电控单元30检测到电压传感器34的输出电压u不大于允许输出的最低电压u0时，判断为电压未达到输出要求，进行步骤S100；
步骤S106、电压并网输出控制：电控单元30提供第二继电器电磁线圈35高电平，第二继电器电磁线圈35通电，使第二继电器触点23闭合，将三相并网逆变器24的三相电压输出至电网，从而实现电压并网输出控制，然后返回步骤S100；
步骤S107、系统制动控制：电控单元30提供制动器线圈37低电平，制动器11动作，制动驱动滚筒1，同时，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低电平，从而实现系统制动控制。
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。

Claims (1)

1.一种矿料传送带重力势能回收发电装置的控制方法，所述矿料传送带重力势能回收发电装置包括驱动滚筒(1)、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)、三相交流发电机(21)、整流器(22)、第二继电器触点(23)、三相并网逆变器(24)和电控单元(30)，其特征在于所述方法包括以下步骤：
步骤1、检测转速传感器(33)信号、电压传感器(34)信号、系统开关(31)信号；
步骤2、判断是否需要传送带(2)驱动控制：当电控单元(30)检测到系统开关(31)的触点闭合时，判断为需要进行传送带(2)驱动控制，进行步骤3；否则，当电控单元(30)检测到系统开关(31)的触点未闭合时，判断为需要进行系统制动控制，进行步骤8；
步骤3、传送带(2)驱动控制：电控单元(30)提供制动器线圈(37)高电平，制动器(11)停止制动，同时提供第一继电器电磁线圈(36)高电平，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)，再通过第一传动箱(10)带动驱动滚筒(1)转动，从而实现传送带(2)的驱动控制；
步骤4、判断第二传动箱输出轴(15b)的转速n是否大于三相异步电动机(13)的停止驱动转速n0:当电控单元(30)检测到转速传感器(33)的转速n大于停止驱动转速n0时，判断为可以进行势能回收，进行步骤5；否则，当电控单元(30)检测到转速传感器(33)的转速n不大于停止驱动转速n0时，判断为未达到势能回收要求，进行步骤1；
步骤5、势能回收发电控制：电控单元(30)提供第一继电器电磁线圈(36)低电平，第一继电器电磁线圈(36)通电，使第一继电器触点(14)断开，三相异步电动机(13)停止驱动，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；
步骤6、判断整流器(22)的输出电压u是否大于允许输出的最低电压u0：当电控单元(30)检测到电压传感器(34)的输出电压u大于允许输出的最低电压u0时，判断为允许电压并网输出，进行步骤7；否则，当电控单元(30)检测到电压传感器(34)的输出电压u不大于允许输出的最低电压u0时，判断为电压未达到输出要求，进行步骤1；
步骤7、电压并网输出控制：电控单元(30)提供第二继电器电磁线圈(35)高电平，第二继电器电磁线圈(35)通电，使第二继电器触点(23)闭合，将三相并网逆变器(24)的三相电压输出至电网，从而实现电压并网输出控制，然后返回步骤1；
步骤8、系统制动控制：电控单元(30)提供制动器线圈(37)低电平，制动器(11)动作，制动驱动滚筒(1)，同时，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)低电平，从而实现系统制动控制。
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