（陕西华彬煤业股份有限公司，陕西省咸阳市 713500）
摘要：本文将结合真实的煤矿案例，对采煤机牵引部的自动调速机理、自动控制系统进行详细的分析与探究，旨在能够进一步优化采煤机的系统，降低其结构的复杂性，进而提高工作效率，缓解工人的压力。
关键词：采煤机牵引部；自动调速；自动控制
中图分类号：TD67 文献标识码：B 文章编号：
前言
对于采煤机而言，牵引部是其重要的组成部分之一，但在实际应用中很容易被损坏，影响着煤矿开采的进度。由于煤矿开采的环境较为恶劣、复杂，所以就需要进一步提高采煤机牵引部力量、速度，增强其自身对煤矿环境的适应性，为解决采煤工作的问题提供保障。对此，相关的研究人员、设计人员就应该加大研究与分析的力度，研制出性能更佳的零部件，进而增强采煤机牵引部的可靠性。
一、煤矿矿井概述
该煤矿所处的位置属于向斜构造，其轴向为东西走向，长度在10千米左右，宽度为2.2千米，北翼的倾角在2度至5度之间，南翼的倾角在8度至12度之间，整体构造相对简单。在本煤矿中，共包含2、3、4-1、4-2号煤层，为了提高开采效率，均采用，采煤机开展相关工作。在煤矿中，4-2号煤层的特征如表1所述：
表 1 4-2号煤层的特征
二、采煤机牵引部的自动调速机理
（一）自动调速的必要性分析
（1）增加采煤机的牵引速度、力量和截割功率；（2）优化采煤机的自动调节特性，从而适应各种不同煤矿环境的需求，充分发挥其自身生产力优势。由于在采煤的过程中，采煤机的司机无法准确估计工作面的实际变化，仅仅凭借自身的经验调节开采的速度，因此具有较强的盲目性，对此便需要将自动调速系统安装在牵引部上[1]。
对于采煤机而言，自动调速就是在根据牵引力、电动机功率的变化而自动调节速度，从而使采煤机能够一直处于满载的运行状态，保证采煤的工作质量与效率，同时还能够避免牵引机发生破坏。在牵引机中，截割电机的实际负载受多方面因素的影响，如牵引速度、截深、采高、夹矸硬度、煤层硬度等。
（二）自动调速的具体设计
在煤矿中，其煤质的实际分布具有较强的随机性，当采煤机工作的牵引速度为Vq时，其牵引力、功率分别为Fn、Pn，具体如图1所示。如果采煤机在工作中遇到软媒或者硬煤时，其工作的牵引力、功率就会分别减小到F1、P1或者增加至F2、P2。其中，前者处于欠载的状态，也就是说无法发挥电机机的具体作用，而后者则为超载，很可能会导致采煤机的电动机被破坏。对此，在实际应用的过程中，需要结合煤层的性质对牵引的速度进行调节，即在遇到软媒层时，采煤机自动将速度调节至Vq2，当遇到硬煤时，采煤机则应将速度降低至Vq1，从而使电动机处于满载的状态，避免电动机发生故障[2]。
三、采煤机牵引部的自动控制系统
（一）自动控制系统的理论基础
为了能够使采煤机可以在工作中实现自动调速，就应该通过传感器采集牵引力、电动机功率的相关数据，同时将其和额定值进行比较，并将始终的比较结果进行放大、转换，将其传输至采煤机的控制系统中，从而实现自动调速的目标。在恒功率控制的全过程中，最为主要的就是为控制器提供可参照的具体功率，然后使用控制器进行具体计算，同时控制变频器的电压信号，通过变频器电压成功转化为驱动电动机的具体频率，从而牵引采煤机的电动机进行运转。
（二）自动控制系统的具体设计
对于采煤机的牵引部设计而言，主要采用功率闭环进行调节。具体来说，调节器的给定值为P*，表示截割电机的额定功率；反馈值为P，表示截割电机运行的实际功率，相关的数值可以通过传感器获得，结合相关的理论分析，其与采煤机的牵引速度为正相关关系。另外，磁链环、转矩环、速度环和逆变器构成变频调速系统，假设速度为n*，且采煤机的功率调节器提供相关参数，也就是说如果改变速度n*，就会使得交流电机的实际转速发生变化。逆变器的直流电源主要由系统的整流器进行提供，且其能量能够双向流动，所以能够满足采煤机的不同工作需求。
当采煤机遇到硬煤层时，其实际功率与额定功率相等，而当采煤机对软煤层进行切割时，煤层对滚筒的阻力就会减少，所以电机的实际功率就会比额定功率小。此时，调节器就会通过信号的方式增加n*，在变频调速系统的作用下，提高电机的实际转速，然后再通过采煤机的传动系统提高其牵引速度，从而增加实际运转的功率，使其等于额定功率。同时，由于系统在调度的过程中，会受到电机输出转矩、牵引速度等变化的影响，很可能会降低零件结构的实际强度。对此，在设计采煤机牵引部的自动控制系统时，就需要加大对尽可能保证电机输出转矩、牵引速度等参数的稳定性，降低其对部件结构强度的影响。
四、结语
综上所述，在实际应用中，采煤机牵引部虽然能够提高工作效率，但是却非常容易被损坏，因此需要对其系统进行优化设计。以此为基础，为了能够提高采煤机牵引部工作的效率，结合相关的设计原理使其能够自动完成调速，提升了自动控制系统的稳定性，从而降低了采煤机被损坏的概率，为煤矿的工作人员提供了重要保障。
参考文献：
[1]杨学志，杨东伟.采煤机牵引部的自动调速机理与自动控制系统分析[J].山东工业技术,2013(14).
[2]权宁.MG-300型采煤机牵引部液压自动调速系统研究[J].机床与液压,2015,43(14).
论文作者:傅振云
论文发表刊物:《科技新时代》2018年10期
论文发表时间:2018/12/6
标签：采煤机论文; 功率论文; 速度论文; 煤层论文; 煤矿论文; 电动机论文; 电机论文; 《科技新时代》2018年10期论文;