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1、(10)申请公布号 CN 102882442 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 2 4 4 2 A *CN102882442A* (21)申请号 201210433205.X (22)申请日 2012.11.01 H02P 5/00(2006.01) (71)申请人武汉钢铁（集团）公司 地址 430080 湖北省武汉市友谊大道999号 (72)发明人方建华 胡雯 马云飞 唐伟凯 梁国林 (74)专利代理机构北京市德权律师事务所 11302 代理人刘丽君 (54) 发明名称 一种传送带中电机的节能管理方法 (57) 摘要 本发明涉及管理方法技术领域，公开了。
2、一种 传送带中电机的节能管理方法，包括：计算得到 负载的需求功率P 负 ；计算得到电机总的输出功率 P 总 ；将P 负 与P 总 进行比较，根据比较结果对电机的 工作状态进行切换；若P 负 小于P 总 ，则减少工作电 机的数量，得到剩余的工作电机总的输出功率P 总 ；再将P 负 与P 总 进行比较，若P 负 大于P 总 ，说明 剩余的工作电机无法满足工作需求，则还原到对 电机的工作状态进行切换之前的状态。本发明通 过负载的需求功率与电机总的输出功率的比较结 果，在满足传送需求的基础上，适当减少工作电机 的数量，从而达到了减少电机损耗，节约能源的目 的。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 。
3、说明书4页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/2页 2 1.一种传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，包括： 计算得到负载的需求功率P 负 ； 计算得到电机总的输出功率P 总 ； 将P 负 与P 总 进行比较，根据比较结果对电机的工作状态进行切换； 若P 负 小于P 总 ，则减少工作电机的数量，得到剩余的工作电机总的输出功率P 总 ；再将 P 负 与P 总 进行比较，若P 负 大于P 总 ，说明剩余的工作电机无法满足工作需求，则还原到对 电机的工作状态进行切换之前的状态。 2.如权利要求1所述的传送带中。
4、电机的节能管理方法，其特征在于，所述将P 负 与P 总 进行比较之后，若所述P 负 小于所述P 总 ，说明剩余的工作电机仍能够满足工作需求，则继 续减少工作电机的数量直到P 负 大于或者等于继续减少工作电机后的剩余工作电机总的输 出功率；当P 负 大于所述继续减少工作电机后的剩余工作电机总的输出功率时，增加工作电 机的数量使P 负 小于或者等于增加工作电机后的工作电机总的输出功率。 3.如权利要求1所述的传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，所述计算得到负 载的需求功率P 负 包括：通过公式计算得到负载的需求功率；其中，m为负载的质 量，g为重力系数，t为负载做功的时间，h为负载垂直上升的高。
5、度。 4.如权利要求1所述的传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，所述计算得到电 机总的输出功率P 总 包括： 先计算得到电机的经济负载系数，具体公式为 其中， N 为理论效率，P N 为电机的额定功率，P 1 为电机的输入功率，P 0 为电机空载时的 输出功率； 再计算出每台电机的输出功率P 电机 ；具体公式为 P 电机 =*P N ； 再将每台电机的输出功率P 电机 求和，得到电机总的输出功率P 总 。 5.如权利要求4所述的传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，在所述计算得到 电机总的输出功率P 总 之前，先通过智能仪表得到电机空载时的输出功率P 0 。 6.如权利要求1所述的传送带。
6、中电机的节能管理方法，其特征在于，所述对电机的工 作状态进行切换包括：对电机的工作状态进行逐台切换。 7.如权利要求1-6中任意一项所述的传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，所 述对电机的工作状态进行切换包括：选择手动模式或自动模式对所述电机的工作状态进行 切换。 8.如权利要求7所述的传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，所述选择手动模 式或自动模式对电机的工作状态进行切换包括：选择手动模式或自动模式对所述电机的工 作状态进行切换， 若选择所述手动模式对电机的工作状态进行切换，则由服务器向位于工作站的工作人 员发出提示指令，工作人员根据所述提示指令通过PLC对电机的工作状态进行切换； 。
7、若选择所述自动模式对电机的工作状态进行切换，则由服务器向所述PLC发送切换指 权 利 要 求 书CN 102882442 A 2/2页 3 令，PLC根据所述切换指令对电机的工作状态进行切换。 9.如权利要求5所述的传送带中电机的节能管理方法，其特征在于，所述智能仪表为 锐创电子有限公司的RZ102智能仪表。 权 利 要 求 书CN 102882442 A 1/4页 4 一种传送带中电机的节能管理方法 技术领域 0001 本发明涉及管理方法技术领域，主要适用于传送带中电机的节能管理方法。 背景技术 0002 港口传送带系统是港口散货码头的重要组成部分。在我国，一般传送带系统的运 行效率较低，其。
8、主要原因是负荷特性与电机的转矩特性不匹配。我国电机的整体运行状况， 同国外相比差距很大，机组效率约为75%，比国外低10%左右；系统运行效率为3040%， 比国际先进水平低2030%。当电机所带负荷较小时，电机的运行效率较低；当电机所带 负荷较大时，电机才可能以较高效率运行。以某港口为例，传送带的皮带长度比较长，由于 实际运行中，传送带工作于额定负载以下的时间高于皮带机工作于额定负载的时间，因此， 其工作效率自然也比较低，其对能量的损耗自然也就较大。传送带在初步设计时一般按最 大运输量考虑，而减速机和电动机的选型原则是等级靠大不靠小，并且由于传送带系统的 托辊较多，皮带较长，是惯性力矩较大的机。
9、械设备，启动所需的功率较大。为了满足启动的 要求，在选择驱动电机时，一般会选配额定功率较大的电机，一般均有20%45%的富余量。 而当系统平稳运行时，其功率相对于启动功率较小，致使大多数情况下电机处于轻载状态。 这些因素导致系统运行存在着严重的“大马拉小车”现象，造成电机功率因数低、效率低。 据测试，功率因数有时候甚至只有0.20.3，远远达不到供电部门要求的功率因数不得低 于0.8的要求(各地有所不同)，同时还增加了电路不必要的损耗。以某港口的传送带系 统为例，它是以电机驱动的皮带输送机来完成的，传送带的额定能力为6000T/H、最大能力 6700T/H，每条传送带由三台电机通过变速箱、联轴。
10、器驱动皮带滚筒来带动传送带运转，传 送带运行方式为电机按顺序延时启动后共同运转。此系统自投入使用以来，常常发现传送 带的重载负荷远低于其额定负荷的状况，这意味着电机没有正常发挥其效率。如果电机长 期处在低效率状态（空载或轻载）下运转，就会造成电力损耗的极大浪费。因此可以考虑，当 三台电机存在较大浪费的时候就切换为两台电机运行，而当两台电机运行后，负载需求功 率变大，并且有趋势大到两台电机不能胜任时，就启动第三台电机。从而达到减少电机及减 速箱的损耗，节约能源的目的。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是提供一种传送带中电机的节能管理方法，它能够根 据传送带的实际运行状况，对电机进行切。
11、换，从而达到减少电机损耗，节约能源的目的。 0004 为解决上述技术问题，本发明提供了一种传送带中电机的节能管理方法包括： 0005 计算得到负载的需求功率P 负 ； 0006 计算得到电机总的输出功率P 总 ； 0007 将P 负 与P 总 进行比较，根据比较结果对电机的工作状态进行切换； 0008 若P 负 小于P 总 ，则减少工作电机的数量，得到剩余的工作电机总的输出功率P 总 ； 再将P 负 与P 总 进行比较，若P 负 大于P 总 ，说明剩余的工作电机无法满足工作需求，则还原 说 明 书CN 102882442 A 2/4页 5 到对电机的工作状态进行切换之前的状态。 0009 进一。
12、步地，所述将P 负 与P 总 进行比较之后，若所述P 负 小于所述P 总 ，说明剩余 的工作电机仍能够满足工作需求，则继续减少工作电机的数量直到P 负 大于或者等于继续 减少工作电机后的剩余工作电机总的输出功率；当P 负 大于所述继续减少工作电机后的 剩余工作电机总的输出功率时，增加工作电机的数量使P 负 小于或者等于增加工作电机后 的工作电机总的输出功率。进一步地，所述计算得到负载的需求功率P 负 包括：通过公式 计算得到负载的需求功率；其中，m为负载的质量，g为重力系数，t为负载做功 的时间，h为负载垂直上升的高度。 0010 进一步地， 0011 所述计算得到电机总的输出功率P 总 包括。
13、： 0012 先计算得到电机的经济负载系数，具体公式为 0013 0014 其中， N 为理论效率，P N 为电机的额定功率，P 1 为电机的输入功率，P 0 为电机空载 时的输出功率； 0015 再计算出每台电机的输出功率P 电机 ；具体公式为 0016 P 电机 =*P N ； 0017 再将每台电机的输出功率P 电机 求和，得到电机总的输出功率P 总 。 0018 进一步地，在所述计算得到电机总的输出功率P 总 之前，先通过智能仪表得到电机 空载时的输出功率P 0 。 0019 进一步地，所述对电机的工作状态进行切换包括：对电机的工作状态进行逐台切 换。 0020 进一步地，所述对电机的。
14、工作状态进行切换包括：选择手动模式或自动模式对所 述电机的工作状态进行切换。 0021 进一步地，所述选择手动模式或自动模式对电机的工作状态进行切换包括：选择 手动模式或自动模式对所述电机的工作状态进行切换， 0022 若选择所述手动模式对电机的工作状态进行切换，则由服务器向位于工作站的工 作人员发出提示指令，工作人员根据所述提示指令通过PLC对电机的工作状态进行切换； 0023 若选择所述自动模式对电机的工作状态进行切换，则由服务器向所述PLC发送切 换指令，PLC根据所述切换指令对电机的工作状态进行切换。 0024 进一步地，所述智能仪表为锐创电子有限公司的RZ102智能仪表。 0025 。
15、本发明的有益效果在于： 0026 本发明提供的传送带中电机的节能管理方法通过负载的需求功率与电机总的输 出功率的比较结果，在满足传送需求的基础上，适当减少工作电机的数量，从而达到了减少 电机损耗，节约能源的目的。本发明结构合理、效果显著、实用性强。 附图说明 0027 图1为本发明实施例提供的传送带中电机的节能管理方法的流程图。 说 明 书CN 102882442 A 3/4页 6 0028 图2为基于本发明实施例提供的传送带中电机的节能管理方法的节能系统的结 构框图。 具体实施方式 0029 为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附 图及较佳实施例，对依据本发明。
16、提出的传送带中电机的节能管理方法的具体实施方式及工 作原理进行详细说明。 0030 由图1可知，本发明提供的传送带中电机的节能管理方法包括： 0031 计算得到负载的需求功率P 负 ；具体的，通过公式计算得到负载的需求 功率；其中，m为负载的质量，g为重力系数，t为负载做功的时间，h为负载垂直上升的高 度。 0032 再通过智能仪表得到电机空载时的输出功率P 0 。 0033 计算得到电机总的输出功率P 总 ；具体的， 0034 先计算得到电机的经济负载系数，具体公式为 0035 0036 其中， N 为理论效率，P N 为电机的额定功率，P 1 为电机的输入功率，P 0 为电机空载 时的输出。
17、功率； 0037 再计算每台电机的输出功率P 电机 ；具体公式为 0038 P 电机 =*P N 0039 再将每台电机的输出功率P 电机 求和，得到电机总的输出功率P 总 。 0040 将P 负 与P 总 进行比较，根据比较结果对电机的工作状态进行切换； 0041 若P 负 小于P 总 ，则减少工作电机的数量，得到剩余的工作电机总的输出功率P 总 ； 再将P 负 与P 总 进行比较，若P 负 大于P 总 ，说明剩余的工作电机无法满足工作需求，则还原 到对电机的工作状态进行切换之前的状态；若P 负 小于P 总 ，说明剩余的工作电机仍能够满 足工作需求，则继续减少工作电机的数量直到P 负 大于或。
18、者等于继续减少工作电机后的剩 余工作电机总的输出功率；当P 负 大于继续减少工作电机后的剩余工作电机总的输出功率 时，增加工作电机的数量使P 负 小于或者等于增加工作电机后的工作电机总的输出功率。 0042 若P 负 等于P 总 ，则不对工作电机的工作状态进行切换。 0043 需要说明的是，在本实施例中，对电机的工作状态进行切换包括：选择手动模式或 自动模式对电机的工作状态进行逐台切换。 0044 若选择手动模式对电机的工作状态进行切换，则由服务器向位于工作站的工作人 员发出提示指令，工作人员根据提示指令通过PLC对电机的工作状态进行切换； 0045 若选择自动模式对电机的工作状态进行切换，则。
19、由服务器向PLC发送切换指令， PLC根据切换指令对电机的工作状态进行切换。 0046 优选地，智能仪表为锐创电子有限公司的RZ102智能仪表。 0047 在本实施例中，电机为交流电机，数量为3台。 0048 由图2可知，基于本发明提供的传送带中电机的节能管理方法的节能系统在工作 说 明 书CN 102882442 A 4/4页 7 时，首先依次启动三台交流电机，通过智能仪表测量出三台电机空载时的输出功率。再通 过运算模块将三台电机总的输出功率计算出来，再将负载的需求功率与三台电机总的输出 功率进行比较。若比较结果表示2台电机可以满足安全可靠的工作条件，且需要手动切除 3台中的一台电机，再由服。
20、务器向位于操作站的工作人员发出提示指令（即指示需要切除1 台电机），操作站的工作人员看到提示指令后，可通过PLC切除掉一台电机。若需要采用自 动模式切除3台中的一台电机，则服务器直接向PLC发送切除一台电机的指令。 0049 当两台电机同时工作，作业量增大时，即负载需求功率变大，并且有趋势大到两台 电机不能胜任时，可采取手动模式或是自动模式增加一台电机。若选择手动模式增加电机， 则位于操作站的工作人员通过PLC增加一台电机参与工作。若选择自动模式增加电机，则 服务器直接向PLC发送增加一台电机的指令。 0050 需要说明的是，当测试数据显示满足切除或增加一台电机条件时，经过一段延时 （防止采集。
21、到的为伪信号），即连续判断一段时间内的信号，若由一段时间内的信号分析出 的结果均表示为可以切除或增加电机，才通过PLC对电机进行切换。 0051 本发明提供的传送带中电机的节能管理方法通过负载的需求功率与电机总的输 出功率的比较结果，在满足传送需求的基础上，适当减少工作电机的数量，从而达到了减少 电机损耗，节约能源的目的。本发明结构合理、效果显著、实用性强。 0052 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖 在本发明的权利要求范围当中。 说 明 书CN 102882442 A 1/1页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102882442 A 。