雙電機(jī)驅(qū)動立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法及裝置
    本發(fā)明公開了一種雙電機(jī)驅(qū)動立軸式?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)的電流以及傳動皮帶的張緊力采集，數(shù)據(jù)處理包括計算兩臺電機(jī)功率的偏差率以及傳動皮帶張緊力的誤差，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)(1O)通過第一電流傳感器(11)與市電連接，從電機(jī)(4)通過第二電流傳感器(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)。   
    1．一種雙電機(jī)驅(qū)動立軸式?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，與此同時對兩臺電機(jī)傳動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電機(jī)實際功率的近似值計算出兩臺電機(jī)功率的偏差率，與此同時計算出兩臺電機(jī)傳動皮帶張緊力的誤差；3)調(diào)節(jié)控制，通過變頻器調(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，調(diào)節(jié)兩傳動皮帶的張緊力，直到兩條傳動皮帶的張緊力趨于一致。
    2．一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的雙電機(jī)驅(qū)動立軸式?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、分別通過小皮帶輪和傳動皮帶共同帶動大皮帶輪轉(zhuǎn)動的兩臺電機(jī)；其特征在于：主電機(jī)(10)通過第一電流傳感器(11)與市電連接，從電機(jī)(4)通過第二電流傳感器(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)上的測量裝置(14)、通過彈簧(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(11)的前端設(shè)有軟啟動器(1)。 雙電機(jī)驅(qū)動立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及一種雙電機(jī)驅(qū)動負(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；近年來，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)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的驅(qū)動形式主要有單電機(jī)驅(qū)動和雙電機(jī)驅(qū)動兩種，電機(jī)與負(fù)載之間采用皮帶傳動。目前，雙電機(jī)驅(qū)動的立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)普遍沒有安裝功率平衡系統(tǒng)，主要存在以下問題：
    1．功率不平衡，即便是型號完全一樣的兩臺電機(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電機(jī)容易產(chǎn)生過熱，而另一臺負(fù)載不足、功率沒有得到充分的發(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)重時還會造成電機(jī)燒毀。
    2．兩條皮帶張緊程度不一致會加大兩臺電機(jī)之間已經(jīng)存在的功率不平衡程度。
    目前，在雙電機(jī)驅(qū)動的立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)生產(chǎn)過程中，主要采取電機(jī)匹配的方法來解決上述問題，即盡量使同功率的兩臺電機(jī)具有接近的額定轉(zhuǎn)速；但這種方法不僅費工、費時，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)動立軸式?jīng)_擊破碎機(jī)的功率平衡調(diào)節(jié)方法，它可實現(xiàn)共同驅(qū)動負(fù)載的兩臺電機(jī)能夠根據(jù)各自的額定功率等比例出力；本發(fā)明的另一個目的是提供一種實現(xiàn)該方法的裝置。
    為了實現(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，與此同時對兩臺電機(jī)傳動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電機(jī)實際功率的近似值計算出兩臺電機(jī)功率的偏差率，與此同時計算出兩臺電機(jī)傳動皮帶張緊力的誤差；3)調(diào)節(jié)控制，通過變頻器調(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，調(diào)節(jié)兩傳動皮帶的張緊力，直到兩條傳動皮帶的張緊力趨于一致。
    為了實現(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、分別通過小皮帶輪和傳動皮帶共同帶動大皮帶輪轉(zhuǎn)動的兩臺電機(jī)；主電機(jī)通過第一電流傳感器與市電連接，從電機(jī)通過第二電流傳感器、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)上的測量裝置、通過彈簧與調(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，從而實現(xiàn)兩臺電機(jī)的功率平衡；其優(yōu)點具體為：
    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)的變化而適時自動調(diào)整，提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；3．延長了電機(jī)的使用壽命；4．由于對電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速沒有特殊要求，因此當(dāng)某臺電機(jī)發(fā)生故障后只需要更換一臺同類電機(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)備維修時間。
    附圖說明：
    圖l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：軟啟動器1  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  傳動皮帶9  主電機(jī)1 0第一電流傳感器11  第二電流傳感器12  彈簧13  測量裝置14  調(diào)節(jié)裝置15  步進(jìn)電機(jī)16  張力控制器l7  比較器l8  微分器19模糊控制器20  PID控制器21    明：
    具體實施方式：下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說在圖l～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通過變頻器2與市電連接，主電機(jī)l0由市電直接供電、從電機(jī)4通過變頻器2供電；在兩臺電機(jī)傳動皮帶9的松弛邊各設(shè)置一套包括有測量裝置14、調(diào)節(jié)裝置15、步進(jìn)電機(jī)l6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)l0和從電機(jī)4錠子一側(cè)的第一電流傳感器11采集兩臺電機(jī)的電流；與此同時，利用兩個測量裝置l4采集兩臺電機(jī)傳動皮帶9松弛邊的張緊力。
    3)數(shù)據(jù)處理，比較器l8計算出兩電機(jī)之間的電流誤差以及兩電機(jī)之間的電流誤差變化率，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算出兩臺電機(jī)功率的偏差率；與此同時，張力控制器17計算出兩臺電機(jī)傳動皮帶9張緊力的誤差。
    4)調(diào)節(jié)控制，PID控制器21根據(jù)兩臺電機(jī)功率的偏差率計算出控制量，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)l0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，張力控制器l7根據(jù)張緊力的誤差并按照張力平衡條件計算出控制量，然后向設(shè)在兩條傳動皮帶9松弛邊一側(cè)的兩臺步進(jìn)電機(jī)l6中的任意一臺發(fā)出一個步進(jìn)指令，該步進(jìn)電機(jī)通過調(diào)節(jié)裝置1 5調(diào)節(jié)傳動皮帶9的張緊力直到兩條傳動皮帶9的張緊力趨于一致。
    主電機(jī)的實際功率為主電機(jī)的額定功率；從電機(jī)的實際功率，從電機(jī)的額定功率；本發(fā)明所提供的裝置結(jié)構(gòu)如圖l～3所示：主電機(jī)1 0和從電機(jī)4分別通過一個小皮帶輪5和一根傳動皮帶9共同帶動安裝在破碎機(jī)8上的大皮帶輪7轉(zhuǎn)動；主電機(jī)l0通過第一電流傳感器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)啟動時產(chǎn)生電流沖擊，在第一電流傳感器11的前端設(shè)有軟啟動器1。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l9構(gòu)成。由于在工作一段時間后皮帶9的張緊程度會發(fā)生變化，為了消除兩根傳動皮帶9因張緊程度不一致而造成對兩臺電機(jī)功率平衡的影響，在兩根傳動皮帶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)上的測量裝置14、通過彈簧l3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之間以及兩測量裝置14之間通過張力控制器17電連接。
    在上述實施例中，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)，測量裝置14為壓力傳感器。
    工作原理：兩個電流傳感器分別將從主電機(jī)l0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)為功率平衡條件進(jìn)行比較；當(dāng)出現(xiàn)偏差時，通過不斷調(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，兩測量裝置14將檢測到的壓力信號適時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進(jìn)行比較后向其中一個步進(jìn)電機(jī)16發(fā)出一個步進(jìn)指令，步進(jìn)電機(jī)16動作并通過調(diào)節(jié)裝置l5將角位移轉(zhuǎn)換直線位移，從而通過改變彈簧13的壓縮量來達(dá)到調(diào)整主、從電機(jī)皮帶張緊程度一致的目的。