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随着煤炭开采技术的快速发展以及对煤矿安全重要性的提高，井下采煤工作面实 现少人或无人开采已成为必然趋
发布时间: 2022-01-07
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利,新技术
行业领域：
采矿业
成果介绍
一、项目意义
随着煤炭开采技术的快速发展以及对煤矿安全重要性的提高，井下采煤工作面实 现少人或无人开采已成为必然趋势，其必要条件是实现井下采煤装备机械化和自动化。
采煤机作为主要落煤装备，其自动控制主要包括变频牵引和截割滚筒的智能调 高。其中，截割滚筒自动调高是指在采煤机牵引运动时，前后滚筒需要沿工作面煤岩界面的 高度自动调整，避免割到顶板和底板，以获得最大的采出率。
同时，采煤机进行截割工作时，由于其截割对象通常是煤或煤与岩石等夹杂物的 混合体，截割介质的变化将会引起滚筒负载发生突变。因此，在采煤机在工作过程中，需要 通过滚筒调高机构，在煤层高度范围内上、下调整滚筒高度来适应煤层的变化，以达到最佳 的割煤效果。
通常，由滚筒调高机构阀控液压系统，其变速、变向和变转矩是通过流量控制阀、 方向控制阀和压力控制阀等大功率耗能元件实现控制，且系统液压回路结构较为复杂，液 压回路中存在严重的节流损失。
二、技术方案
1)摇臂的转向控制：
通过变频控制装置对摇臂的转向进行预设，通过变频控制装置发出控制信号，改 变伺服电动机的旋转方向，进而改变液压泵的旋转方向，实现摇臂的转向控制；
2)摇臂的转速控制：
通过变频控制装置对摇臂的转速设定预设值，当负载变大时，通过变频控制装置 发出控制信号，使伺服电动机的转速升高，进而使液压泵的转速升高；当负载下降时，通过 变频控制装置发出控制信号，使伺服电动机的转速降低，进而使液压泵的转速降低，实现摇 臂的转速控制；
3)摇臂的转矩控制：
通过变频控制装置对摇臂的转矩设定预设值，当系统压力升高时，通过变频控制 装置发出控制信号，使伺服电动机的转速降低，进而使液压泵的转速降低；当系统压力降低 时，通过变频控制装置发出控制信号，使伺服电动机的转速升高，进而使液压泵的转速升 高，实现摇臂的转矩控制；
4)设计预设值与实际值比较、反馈控制：
通过检测装置检测摇臂的转向、转速和转矩转速的实际值，并将摇臂的转向、转速 和转矩转速的实际值输送到变频控制装置，并与变频控制装置预设值进行比较、反馈控制。
三、技术优点
将变频技术与液压系统相结合， 充分利用伺服电机控制的方便性、灵活性和液压系统的大输出力/转矩两个独特优点，组成变频液压系统，伺服电机在驱动液压泵的同时，可直接实现调高机构变速、变向、变转矩的功能，大大简化系统液压回路结构；
同时，在系统主回路中不再使用流量控制阀、方向控制阀和压力控制阀三大耗能 控制元件，消除了液压回路中存在的节流损失，另外，当调高机构需要工作时电动机运转，调高机构停止工作时，电动机关机、没有空运转的损失，这两个特点可以实现明显的节能效果。
成果亮点
团队介绍
成果资料
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