[发明专利]电-液复合式带式输送机自动张紧装置及张紧控制方法

说明书

本发明公开了一种电‑液复合式带式输送机自动张紧装置及张紧控制方法，包括电张紧装置、液压张紧装置、张紧小车和控制器，张紧装置和液压张紧装置与张紧小车连接，张紧装置、液压张紧装置与控制器电连接；控制器包括DSP控制板、辅助电源、整流模块、第一IPM驱动板、第二IPM驱动板和上位机，DSP控制板运行自抗干扰控制程序；IPM驱动板接收来自DSP控制板的信号并驱动被控对象；通过将皮带的张力和人为设定的张力值实时输入到DSP控制板中的自抗干扰控制器中，DSP控制板通过运算，将输出的相应信号通过IPM驱动板来控制永磁同步电机的稳定运转及液压缸合理的输出压力；本发明可以实现皮带运行过程中的动态张力自动调整，响应时间快；对干扰的抑制作用强。

技术领域

本发明涉及一种张紧装置，具体涉及一种电-液复合式带式输送机自动张紧装置及张紧控制方法。

背景技术

随着我国科技的发展，现在的矿山采煤正逐步向着少人化甚至无人化的方向发展，中国最近又提出了“智能化煤矿”的建设目标，而作为采煤流程中至关重要的一环，带式输送机也正在向着高速度、大功率、智能化和自动化的方向发展，在长运距、大运量方面的需求更是与日俱增，运量和运距大要求提供很大的张紧力，带速高又要求响应速度要快。传统的长运距、大运量的带式输送机的张紧装置响应速度较慢、运行过程不稳定、无法做到精确控制等缺陷，不能满足要求。

目前的张紧装置主要有重锤式张紧、固定式张紧、液压式张紧和自控式张紧。重锤式张紧装置具有张紧力恒定的优点，但是皮带的张力一直处于高张力的状态且需要的空间较大、不利于对皮带进行智能化控制。固定式张紧装置具有结构简单紧凑的优点，但与此同此不能动态调整带式输送机的皮带张力，一般用于功率较小的带式输送机上。液压式张紧的张紧过程有着缓冲过程、控制原理简单等优点，但其张紧行程受限于液压缸的长度，而且液压系统难以得到精确的控制、液压油易泄露和易污染都会使得张紧控制性能变差。自控式张紧的张紧行程大、瞬态响应好、可实时对张紧力进行调整，但是其成本较高，需要专业人员进行调试且若想要进行精确的控制就必须要知道干扰精确的物理或者数学模型，从而也限制了自控式张紧装置的发展。目前，前人已经提出了多种的带式输送机的张紧方式，例如中国矿业大学的雷汝海等提出的基于模糊PID控制带式输送机张紧装置的设计，该种控制方式解决了传统带式输送机响应慢、装置调节能力有限的弊端，但是该设计采用的是全液压张紧装置，存在液压油的易泄漏和易污染的弊端，不能把外界总干扰补偿到控制器中，不具备自抗干扰的性能；专利CN201910658549.2提出基于模糊控制的变频自动张紧系统，该控制系统只采用了张紧电机加张紧绞车的形式进行张紧，通过变频器控制张紧电机来实现带式输送机的自动张紧过程，虽然解决了液压张紧的弊端，但与此同时也失去了液压张紧的优点（液压张紧在控制过程具有缓冲的作用），该种控制形式单一，也不能达到自抗干扰的性能，并且控制原理复杂，不利于控制。专利CN201920937520.3提出了一种具有缓冲功能的变频自动张紧装置，该张紧装置也采用了电-液复合张紧的方式，它是通过变频器同时控制液压站和电动绞车，虽然可以实现智能化控制，但是这种控制方式需要对液压站和电动绞车进行张紧拉力分配，涉及到较为复杂的处理过程，对抗外界较强干扰反应时间较慢，且成本较高。以上的这些张紧装置不能针对外界或自身干扰进行动态补偿实现自抗干扰的功能，不能够针对皮带载荷的变化做出快速精确的张力控制，而这些影响因素的大小会直接体现在运行过程中皮带运行的不稳定性，间接影响带式输送机皮带的使用寿命。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种电-液复合式带式输送机自动张紧装置及张紧控制方法。