隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模向現(xiàn)代化、大型化的發(fā)展，對(duì)輸送機(jī)的輸送能力、輸送長(zhǎng)度和驅(qū)動(dòng)功率的要求也大大提高。對(duì)于長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高強(qiáng)度大型膠帶多采用滾筒、多電機(jī)、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，即在輸送機(jī)的頭部、中部和尾部分別設(shè)置多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，形成相距數(shù)公里的多滾筒、多臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)同一輸送機(jī)系統(tǒng)的多電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。協(xié)調(diào)好各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，尤其是在輸送機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)過(guò)程中的各電機(jī)狀態(tài)，是輸送機(jī)能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。
具有兩個(gè)及兩個(gè)以上驅(qū)動(dòng)滾筒的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為多滾筒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有單滾筒傳動(dòng)、雙滾筒傳動(dòng)和三滾筒傳動(dòng)，雙滾筒驅(qū)動(dòng)有頭部雙滾筒驅(qū)動(dòng)、布置在空載段任意點(diǎn)上的雙滾筒驅(qū)動(dòng)、頭、尾雙滾筒驅(qū)動(dòng)。三滾筒驅(qū)動(dòng)有頭部雙滾筒、尾部單滾筒驅(qū)動(dòng)。
圖1 (a)中為頭部雙滾筒驅(qū)動(dòng)， (b)為布置在空載段任意點(diǎn)上的雙滾筒驅(qū)動(dòng)， (c)為頭、尾雙滾筒驅(qū)動(dòng)，d為頭部雙滾筒、尾部單滾筒驅(qū)動(dòng)。
多滾筒、多電機(jī)、多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的輸送帶優(yōu)點(diǎn)是降低了輸送帶的工作張力，對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的功率和機(jī)械強(qiáng)度要求降低，適用面廣，有利于安裝和維護(hù)。在煤礦主斜井膠帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)中，由于在井筒中部布置多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)較困難，常采用在機(jī)頭的兩滾筒、2電機(jī)(3電機(jī)、4電機(jī))驅(qū)動(dòng)。
這樣，就存在多個(gè)電機(jī)工作時(shí)驅(qū)動(dòng)功率平衡的問(wèn)題，使多電機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)力、驅(qū)動(dòng)功率和電磁轉(zhuǎn)距接近或平衡，以充分發(fā)揮各個(gè)電機(jī)的能力。同時(shí)，輸送機(jī)經(jīng)常處于重載起動(dòng)，過(guò)大的起動(dòng)動(dòng)態(tài)力矩對(duì)輸送帶會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的沖擊力，為此必須限制輸送機(jī)起動(dòng)時(shí)的加速度，《煤炭工業(yè)膠帶輸送機(jī)工程設(shè)計(jì)規(guī)范》7.2.1規(guī)定：輸送機(jī)起動(dòng)平均加速度應(yīng)控制在0. 1～0.3 m/s2。大型長(zhǎng)距離輸送機(jī)起動(dòng)加速度宜控制在0.1m/s2以內(nèi)。另外，由于輸送帶是非剛性的，即使鋼芯輸送帶也有較大彈性，當(dāng)受到突加拉力作用時(shí)，輸送帶容易引起抖動(dòng)，為避免這一現(xiàn)象，對(duì)拖動(dòng)電機(jī)的力矩變化率或加速度變化率應(yīng)有一限制值，因此理想的輸送機(jī)起動(dòng)曲線應(yīng)該是拋物線組合型加速度的S曲線。
成莊礦主斜井膠帶輸送機(jī)采用雙滾筒、3電機(jī)驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)絞車(chē)張緊裝置設(shè)在機(jī)頭回程側(cè)，其驅(qū)動(dòng)模型如圖2所示。
2、多滾筒驅(qū)動(dòng)控制原則確定
多滾筒驅(qū)動(dòng)采用那種控制原則是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，合理的控制原則可以保證輸送機(jī)系統(tǒng)正常工作、防止驅(qū)動(dòng)滾筒與輸送帶的滑動(dòng)、防止輸送機(jī)系統(tǒng)的共振、減小輸送機(jī)過(guò)程中的電氣沖擊、彈性振動(dòng)和機(jī)械振動(dòng)，延長(zhǎng)輸送機(jī)輸送帶、托輥、減速器，滾筒裝置的使用壽命，節(jié)省能耗。
根據(jù)成莊礦主斜井膠帶輸送機(jī)三臺(tái)驅(qū)動(dòng)的排列方式確定了以下三種控制策略供選擇：
(1)以II驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)為主驅(qū)動(dòng)，按速度給定，I驅(qū)動(dòng)的1#和2#電動(dòng)機(jī)按速度跟蹤，并進(jìn)行力矩限制。
(2)以I驅(qū)動(dòng)的l#電動(dòng)機(jī)為主驅(qū)動(dòng)，按速度給定，I驅(qū)動(dòng)的2#電動(dòng)機(jī)、II驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)按速度跟隨，沒(méi)有力矩限制。
(3)以I驅(qū)動(dòng)的1#電動(dòng)機(jī)為主驅(qū)動(dòng)，按速度給定，I驅(qū)動(dòng)的2#電動(dòng)機(jī)按力矩跟蹤，Ⅱ驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)按給定速度的1.1倍跟蹤，并進(jìn)行力矩限制。
3、多滾筒驅(qū)動(dòng)時(shí)的牽引能力計(jì)算
多滾筒驅(qū)動(dòng)的牽引計(jì)算包括各驅(qū)動(dòng)滾筒之間合理分配總的驅(qū)動(dòng)力、牽引系數(shù)和總功率分配的問(wèn)題。
