礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法

2023-05-30 12:15:11

礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法，所述礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置包括傳送帶、驅動滾筒、發電滾筒、制動器、三相異步電動機、傳動箱、三相交流發電機和電控單元等。該方法能夠通過檢測轉速傳感器信號、電壓傳感器信號和系統開關信號，實現傳送帶驅動控制、勢能回收發電控制、電壓併網輸出控制和系統制動控制，從而實現礦料重力勢能的回收利用，達到節能減排的目的。
【專利說明】礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發電裝置的控制方法，更確切的說是一種礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法。
【背景技術】
[0002]在礦山開採、礦料的選用和加工時，礦料在自上而下的輸送過程中，隨著傳送帶上礦料的增多，礦料本身的重力沿傳送帶方向上的分力逐漸增大，使傳送帶拉動滾筒加速旋轉，這樣就可以將礦料的重力勢能通過滾筒驅動發電機進行回收發電。在礦料的重力勢能通過滾筒驅動發電機進行回收發電的過程中，由於傳送帶上礦料數量、傳送帶速度的變化，需要進行發電過程控制。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種在礦料傳送速度和傳送載荷變化時既能滿足礦料傳送運輸要求又具有發電功能、可靠性高、安全性高的礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法。
[0004]其技術方案為:一種礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法，所述礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置包括驅動滾筒、傳送帶、支承滾柱、發電滾筒、制動器、單向離合器、三相異步電動機、電磁離合器、三相交流發電機、整流器、第二繼電器觸點、三相併網逆變器和電控單元，其特徵在於所述控制方法按照以下步驟進行:
步驟1、檢測轉速傳感器信號、電壓傳感器信號、系統開關信號；
步驟2、判斷是否需要傳送帶驅動控制:當電控單元檢測到系統開關的觸點閉合時，判斷為需要進行傳送帶驅動控制，進行步驟3 ;否則，當電控單元檢測到系統開關的觸點未閉合時，判斷為需要進行系統制動控制，進行步驟8 ；
步驟3、傳送帶驅動控制:電控單元提供制動器線圈高電平，制動器停止制動，同時提供第一繼電器電磁線圈高電平，第一繼電器電磁線圈通電，第一繼電器觸點閉合，接通三相異步電動機，再通過第一傳動箱帶動驅動滾筒轉動，從而實現傳送帶的驅動控制；
步驟4、判斷第二傳動箱輸出軸的轉速η是否大於三相異步電動機的停止驅動轉速n0:當電控單元檢測到轉速傳感器的轉速η大於停止驅動轉速n0時，判斷為可以進行勢能回收，進行步驟5 ;否則，當電控單元檢測到轉速傳感器的轉速η不大於停止驅動轉速η0時，判斷為未達到勢能回收要求，進行步驟I ;
步驟5、勢能回收發電控制:電控單元提供第一繼電器電磁線圈低電平，第一繼電器電磁線圈通電，使第一繼電器觸點斷開，三相異步電動機停止驅動，同時，電控單元提供電磁離合器線圈高電位，電磁離合器接合，三相交流發電機開始發電；
步驟6、判斷整流器的輸出電壓u是否大於允許輸出的最低電壓u0:當電控單元檢測到電壓傳感器的輸出電壓u大於允許輸出的最低電壓uO時，判斷為允許電壓併網輸出，進行步驟7 ;否則，當電控單元檢測到電壓傳感器的輸出電壓u不大於允許輸出的最低電壓uO時，判斷為電壓未達到輸出要求，進行步驟I;
步驟7、電壓併網輸出控制:電控單元提供第二繼電器電磁線圈高電平，第二繼電器電磁線圈通電，使第二繼電器觸點閉合，將三相併網逆變器的三相電壓輸出至電網，從而實現電壓併網輸出控制，然後返回步驟I ;
步驟8、系統制動控制:電控單元提供制動器線圈低電平，制動器動作，制動驅動滾筒，同時，電控單元提供第一繼電器電磁線圈、第二繼電器電磁線圈和電磁離合器線圈低電平，從而實現系統制動控制。
[0005]為實現上述控制方法的礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置，包括驅動滾筒、發電滾筒、傳送帶、支承滾柱、支撐底座、第一傳動箱、制動器、單向離合器、三相異步電動機、第二傳動箱、電磁離合器、三相交流發電機、整流器、三相併網逆變器和電控系統，其中電控系統包括電控單元、系統開關、蓄電池、轉速傳感器、電壓傳感器、第一繼電器電磁線圈、第二繼電器電磁線圈、制動器線圈和電磁離合器線圈。
[0006]所述驅動滾筒用於驅動傳送帶運轉；所述傳送帶用於運送礦料；所述發電滾筒用於驅動三相交流發電機發電；所述系統開關用於控制系統的驅動或制動狀態。
[0007]所述電控單元的各信號輸入端分別連接有系統開關、轉速傳感器和電壓傳感器；所述電控單元的各信號輸出端分別連接有第一繼電器電磁線圈、第二繼電器電磁線圈、制動器線圈和電磁離合器線圈；所述轉速傳感器安裝在第二傳動箱輸出軸上，用於檢測第二傳動箱的輸出端轉速；所述電壓傳感器的輸入端子與整流器的輸出端連接，用於檢測整流器的輸出電壓。
[0008]所述整流器的三相輸入端與三相交流發電機的輸出端連接，用於將三相交流發電機輸出的三相交流電轉換成直流電；第二繼電器觸點兩端分別連接整流器的單相輸出端和三相併網逆變器的單相輸入端；所述三相併網逆變器的三相輸出端與電網連接，用於將整流器輸出的直流電轉化為和電網同頻率同相位的三相電壓，並將此電力饋入電網。
[0009]本發明與現有技術相比，其優點是:
(1)本發明的礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法，不僅能夠實現礦料的正常運送控制，而且能夠將礦料的重力勢能回收並轉化為發電機的電能，從而達到節能減排的目的；
(2)本發明的礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法，可自動識別系統的運行狀態，並通過電控系統控制驅動與發電時機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發明實施例礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的結構示意圖。
[0011]圖2是本發明實施例礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法的流程圖。
[0012]圖中:1.驅動滾筒 2.傳送帶 3.支承滾柱 4.發電滾筒 5.礦料卸載口
6.礦料7.礦料倉8.支撐底座10.第一傳動箱IOa.第一傳動箱輸入軸IOb.第一傳動箱輸出軸11.制動器Ila.制動器輸入軸Ilb.制動器輸出軸12.單向離合器12a.單向離合器輸入軸12b.單向離合器輸出軸13.三相異步電動機14.第一繼電器觸點15.第二傳動箱15a.第二傳動箱輸入軸15b.第二傳動箱輸出軸20.電磁離合器20a.電磁離合器輸入軸20b.電磁離合器輸出軸21.三相交流發電機22.整流器23.第二繼電器觸點24.三相併網逆變器30.電控單元31.系統開關32.蓄電池 33.轉速傳感器34.電壓傳感器35.第二繼電器電磁線圈36.第一繼電器電磁線圈37.制動器線圈38.電磁離合器線圈。
【具體實施方式】
[0013]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例都屬於本發明保護的範圍。
[0014]如圖1所示，本發明中的礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置，包括驅動滾筒1、發電滾筒4、傳送帶2、支承滾柱3、支撐底座8、第一傳動箱10、制動器11、單向離合器12、三相異步電動機13、第二傳動箱15，其特徵還包括電磁離合器20、三相交流發電機21、整流器22、三相併網逆變器24和電控系統，其中電控系統包括電控單元30、系統開關31、蓄電池32、轉速傳感器33、電壓傳感器34、第一繼電器電磁線圈36和第二繼電器電磁線圈35、制動器線圈37、電磁離合器電磁線圈38。
[0015]所述驅動滾筒I用於驅動傳送帶2運轉；所述傳送帶2用於將礦料6從礦料卸載口 5運送到礦料倉7中；所述支承滾柱3用於支撐傳送帶2 ;所述支撐底座8用於支撐驅動滾筒I和發電滾筒4 ;所述發電滾筒4用於驅動三相交流發電機21發電；所述系統開關301用於控制系統的驅動或制動狀態。
[0016]所述電控單元30的各信號輸入端分別連接有系統開關31、轉速傳感器33和電壓傳感器34;所述電控單元30的各信號輸出端分別連接有第一繼電器電磁線圈36、第二繼電器電磁線圈35、制動器線圈37和電磁離合器線圈38 ;所述轉速傳感器33安裝在第二傳動箱輸出軸15 b上,用於檢測第二傳動箱15的輸出端轉速；所述電壓傳感器34的輸入端子與整流器22的輸出端連接，用於檢測整流器22的輸出電壓。
[0017]所述整流器22的三相輸入端與三相交流發電機21的輸出端連接，用於將三相交流發電機21輸出的三相交流電轉換成直流電；第二繼電器觸點23兩端分別連接整流器22的單相輸出端和三相併網逆變器24的單相輸入端；所述三相併網逆變器24的三相輸出端與電網連接，用於將整流器22輸出的直流電轉化為和電網同頻率同相位的三相電壓，並將此電力饋入電網。
[0018]如圖2所示，本發明的礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法流程為: 步驟S100、檢測轉速傳感器33信號、電壓傳感器34信號、系統開關31信號；
步驟SlOl、判斷是否需要傳送帶2驅動控制:當電控單元30檢測到系統開關31的觸點閉合時，判斷為需要進行傳送帶2驅動控制，進行步驟S102 ;否則，當電控單元30檢測到系統開關31的觸點未閉合時，判斷為需要進行系統制動控制，進行步驟S107 ；
步驟S102、傳送帶2驅動控制:電控單元30提供制動器線圈37高電平，制動器11停止制動，同時提供第一繼電器電磁線圈36高電平,第一繼電器電磁線圈36通電,第一繼電器觸點14閉合，接通三相異步電動機13，再通過第一傳動箱10帶動驅動滾筒I轉動，從而實現傳送帶2的驅動控制；
步驟S103、判斷第二傳動箱輸出軸15b的轉速η是否大於三相異步電動機13的停止驅動轉速nO:當電控單元30檢測到轉速傳感器33的轉速η大於停止驅動轉速η0時，判斷為可以進行勢能回收，進行步驟S104 ;否則，當電控單元30檢測到轉速傳感器33的轉速η不大於停止驅動轉速nO時，判斷為未達到勢能回收要求，進行步驟SlOO ；
步驟S104、勢能回收發電控制:電控單元30提供第一繼電器電磁線圈36低電平，第一繼電器電磁線圈36通電，使第一繼電器觸點14斷開，三相異步電動機13停止驅動，同時，電控單元30提供電磁離合器線圈38高電位，電磁離合器20接合，三相交流發電機21開始發電；
步驟S105、判斷整流器22的輸出電壓u是否大於允許輸出的最低電壓uO:當電控單元30檢測到電壓傳感器34的輸出電壓u大於允許輸出的最低電壓uO時，判斷為允許電壓併網輸出，進行步驟S106 ;否則，當電控單元30檢測到電壓傳感器34的輸出電壓u不大於允許輸出的最低電壓uO時，判斷為電壓未達到輸出要求，進行步驟SlOO ；
步驟S106、電壓併網輸出控制:電控單元30提供第二繼電器電磁線圈35高電平，第二繼電器電磁線圈35通電，使第二繼電器觸點23閉合，將三相併網逆變器24的三相電壓輸出至電網，從而實現電壓併網輸出控制，然後返回步驟SlOO ；
步驟S107、系統制動控制:電控單元30提供制動器線圈37低電平，制動器11動作，制動驅動滾筒1，同時，電控單元30提供第一繼電器電磁線圈36、第二繼電器電磁線圈35和電磁離合器線圈38低電平，從而實現系統制動控制。
[0019]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在所屬【技術領域】普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置的控制方法，所述礦料傳送帶重力勢能回收發電裝置包括驅動滾筒(I)、傳送帶(2)、支承滾柱(3)、發電滾筒(4)、制動器(11)、單向離合器(12)、三相異步電動機(13)、電磁離合器(20)、三相交流發電機(21)、整流器(22)、第二繼電器觸點(23)、三相併網逆變器(24)和電控單元(30)，其特徵在於所述方法包括以下步驟: 步驟1、檢測轉速傳感器(33)信號、電壓傳感器(34)信號、系統開關(31)信號； 步驟2、判斷是否需要傳送帶(2)驅動控制:當電控單元(30)檢測到系統開關(31)的觸點閉合時，判斷為需要進行傳送帶(2)驅動控制，進行步驟3;否則，當電控單元(30)檢測到系統開關(31)的觸點未閉合時，判斷為需要進行系統制動控制，進行步驟8; 步驟3、傳送帶(2)驅動控制:電控單元(30)提供制動器線圈(37)高電平，制動器(11)停止制動，同時提供第一繼電器電磁線圈(36)高電平，第一繼電器電磁線圈(36)通電，第一繼電器觸點(14)閉合，接通三相異步電動機(13)，再通過第一傳動箱(10)帶動驅動滾筒(I)轉動，從而實現傳送帶(2)的驅動控制； 步驟4、判斷第二傳動箱輸出軸(15b)的轉速η是否大於三相異步電動機(13)的停止驅動轉速ηΟ:當電控單元(30)檢測到轉速傳感器(33)的轉速η大於停止驅動轉速η0時，判斷為可以進行勢能回收，進行步驟5 ;否則，當電控單元(30)檢測到轉速傳感器(33)的轉速η不大於停止驅動轉速η0時，判斷為未達到勢能回收要求，進行步驟I ; 步驟5、勢能回收發電控制:電控單元(30)提供第一繼電器電磁線圈(36)低電平，第一繼電器電磁線圈(36)通電，使第一繼電器觸點(14)斷開，三相異步電動機(13)停止驅動，同時，電控單元(30)提供電磁離合器線圈(38)高電位，電磁離合器(20)接合，三相交流發電機(21)開始發電； 步驟6、判斷整流器(22)的輸出電壓u是否大於允許輸出的最低電壓u0:當電控單元(30)檢測到電壓傳感器(34)的輸出電壓u大於允許輸出的最低電壓u0時，判斷為允許電壓併網輸出，進行步驟7;否則，當電控單元(30)檢測到電壓傳感器(34)的輸出電壓u不大於允許輸出的最低電壓u0時，判斷為電壓未達到輸出要求，進行步驟I ; 步驟7、電壓併網輸出控制:電控單元(30)提供第二繼電器電磁線圈(35)高電平，第二繼電器電磁線圈(35)通電，使第二繼電器觸點(23)閉合，將三相併網逆變器(24)的三相電壓輸出至電網，從而實現電壓併網輸出控制，然後返回步驟I ; 步驟8、系統制動控制:電控單元(30)提供制動器線圈(37)低電平，制動器(11)動作，制動驅動滾筒(I)，同時，電控單元(30)提供第一繼電器電磁線圈(36)、第二繼電器電磁線圈(35)和電磁離合器線圈(38)低電平，從而實現系統制動控制。
【文檔編號】B65G43/00GK103950702SQ201410108945
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年3月24日 優先權日:2014年3月24日
【發明者】曲金玉, 田香玉, 李旭 申請人:山東理工大學