煤炭学报

作者：张强, 王阳, 刘伟, 苏金鹏, 张润鑫, 孙守吉, 田莹,

关键词：刮板输送机, 多永磁电机协同, 机−电耦合模型, 动态特性, 永磁直驱技术,

为顺应超长综采工作面的发展趋势，解决传统机头机尾异步驱动系统存在的传动效率低、功率集中、故障率高等缺点，提出了多永磁电机串联驱动刮板输送机新构型。利用离散单元法和Kelvin-Voigt模型构建了多永磁直驱式刮板输送机链传动系统的动力学方程，确定了多永磁直驱式刮板输送机关键技术参数，并计算离散化动力学模型参数，通过永磁同步电机转矩与负载的关系构建了多永磁直驱式刮板输送机机−电耦合模型，在MATLAB/Simulink中建立了多永磁电机串联驱动刮板输送机链传动系统的动力学仿真模型，仿真分析了多永磁电机直驱系统在空载启动、满载运行、冲击载荷等多种工况下永磁同步电机的输出转速、转矩以及刮板链的速度、加速度、张力等动态特性变化规律。随后搭建了小型多永磁电机串联直驱刮板输送机模拟实验台，同步开展了空载启动、带载启动、冲击载荷等多种工况试验，获取了永磁同步电机的动态特性曲线，验证了所建机−电耦合模型的正确性。仿真和试验结果表明：多永磁电机串联直驱系统对于各工况下负载变化具有较快的响应速度，中间驱动在链传动系统中参与动力传递的程度随工况变化；该系统可实现刮板输送机整机链条张力的分段控制，显著降低负载波动对整机链条的冲击影响，可在保证刮板输送机输送能力的前提下减小链条抗拉上限，降低链条自重，减少系统运行能耗，有助于推动矿山装备智能化与能效优化发展。

来源：2026年第2期

《煤炭学报》期刊编辑部

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