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煤矿复杂巷道长距离永磁电机运输绞车技术研究与应用

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成果主要完成人

苏科舜、李国全、郑占彬、孙建立、杨 静、高庆云、高 建、王超一、周泽洋、苏保才

项目概况

一、立项背景 长期以来,辅助运输系统中斜巷运输自动化程度相对较低,用工数量大,安全事故频发。煤矿斜巷运输中的运输绞车等装备一直存在产品种类单一、革新周期长、技术水平落后、保护措施少等问题,难以适应复杂多变的运输环境,迫切需要智能化装备实现减员提效。 二、实施内容 (一)智能化永磁变频运输绞车的研究 研制了智能化永磁变频运输绞车,满足大倾角、大吨位斜巷运输的要求。绞车卷筒(末级)设置盘式制动器,制动力矩不小于额定牵引力矩3倍,并具有二级制动,绞车制动安全可靠。液压系统上,研制冗余式恒力矩双系统、双输出液压站,配套电比例多路换向阀,实现盘式制动器制动、液压制动器制动等各部位动作,同时,设备采用遥控控制与手动控制两种控制形式,增强操作性。 (二)永磁变频系统(PVD)技术研究 以永磁变频技术为核心,永磁同步电机、变频器及矿用防爆提升机电控装置为硬件基础,取消了原减速器,采用变频器控制运行。 (三)研制SBD型盘式制动系统 制动器使用液压驱动释放,碟形弹簧施力制动。采用常闭式设计,安全可靠;特制碟簧施力制动;动作灵敏,闭合时间短;配有开闸限位开关和衬垫磨损极限限位开关,可进行联锁保护和故障显示(采用PLC控制时);采用高性能无石棉硬质摩擦衬垫,摩擦系数稳定,不损伤制动盘且对水介质不敏感。 (四)研制智能化控制装置 通过可编程控制箱,实现智能化永磁变频运输绞车与视频监控装置及挡车器自动控制系统和人员近防系统等的集中控制、运行状态采集与显示。建立运输巷道数据传输网络,并与井下环网连接,实现地面上位机对井下设备的监控、分析、预警等功能。 (五)运输巷道数据传输网络技术研究 建立运输巷道数据传输网络,并与井下环网连接,实现地面上位机对井下设备的监控、分析、预警等功能。 三、创新点 (一)永磁同步低速大扭矩大功率防爆自散热电动机设计; (二)绞车末端(卷筒侧)安装盘式制动器,直接制动卷筒,盘式制动器采用常闭结构,液压松闸,制动力矩不小于额定牵引力矩的三倍,符合《煤安规程》的要求; (三)ZYK变频电控系统技术先进,可靠性高,扩展与升级容易,具有故障自诊断功能,做到够用、适用、好用、易扩展,实现绞车的智能控制; (四)斜巷运输过程可视化,通过加装高清摄像仪等传感器,实现斜巷运输过程远程可视化功能; (五)电子围栏技术。安装了本系统后,相当于在巷道形成一道“有形”的电子屏障。