專利名稱：索道發(fā)電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用索道發(fā)電的方法。
礦山生產(chǎn)的礦石有很大一部分是利用索道來運輸?shù)?，由于索道運礦大多是下放重物運行，礦石本身具有很大的推動索道系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的能量，而索道的驅(qū)動電機采用交流異步繞線式電動機，因此，電動機長期處于再生發(fā)電制動狀態(tài)，不僅礦石的勢能被白白浪費，而且電機還得消耗掉很多用于反拖索道，阻止其過快運轉(zhuǎn)的電能。
本發(fā)明的目的就是提出一種利用被運礦石的勢能來發(fā)電，既可給供電系統(tǒng)提供電能，又不消耗反拖索道，即再生發(fā)電制動狀態(tài)時的能量的索道發(fā)電方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
本發(fā)明提出的這種索道發(fā)電方法，其主要特征是用同步電動機來代替異步電動機。同步機勵磁電流采用自動控制。
勵磁電流的自動控制采用相位測量電路及單片機進行，以便讓它們和可控硅勵磁電源相配合，起到自動調(diào)節(jié)同步電動機勵磁電流，使同步電動機能穩(wěn)定，順利地工作于電動/發(fā)電狀態(tài)的作用。
為敘述方便，結(jié)合國防工業(yè)出版社1984年1月出版的《線性集成電路實用電路手冊》第362頁的相位測量電路及武漢大學(xué)出版社1991年5月出版的《單片機原理及制作》書末的原理接線圖敘述如下用三相同步電動機代替三相異步電動機作為索道驅(qū)動電動機的條件下，運礦時，在重力作用下三相同步電動機就變?yōu)槿嗤桨l(fā)電機運行并網(wǎng)發(fā)電，礦石勢能變?yōu)殡娔芊祷仉娋W(wǎng)。
同步機處于電動狀態(tài)，正常勵磁時，電樞電流與電網(wǎng)電壓同相，欠勵磁，電樞電流滯后電壓相位且隨勵磁電流減小，滯后相位從0度開始增加。反之，過勵磁時，電樞電流相位超前電壓相位且隨勵磁電流增加，超前相位從0度開始增加。當(dāng)同步機處于發(fā)電狀態(tài)，正常勵磁時，電樞電流與電網(wǎng)電壓反相，欠勵磁，電樞電流相位滯后電壓相位從180度開始，隨勵磁電流減少而減少，過勵磁時，電樞電流超前電壓相位從180度開始，隨勵磁電流增加而減少。
用相位測量電路測量同步電動機的電壓與電流的相位，兩個線性運算放大器構(gòu)成過零檢波器，當(dāng)輸入為正時，輸出為高電平，當(dāng)輸入為負時，輸出為0伏。三個異或門構(gòu)成電子開關(guān)，當(dāng)二個輸入端信號相同時，輸出為0伏；當(dāng)二個輸入端信號為相異時，輸出為高電平。模擬開關(guān)，當(dāng)其控制端信號為正時，開關(guān)接通，D觸發(fā)器鑒別電流信號是否比電壓信號相位超前，超前時，輸出端為“0”。當(dāng)運算放大器構(gòu)成二級有源低通濾波器，電流與電壓相位相差180度時，輸出電壓為5伏，電流與電壓同相時，輸出為0伏，電流與電壓相位每相差1度，輸出電壓變化約為27.8毫伏。因此，單片機將根據(jù)低通濾波器輸出電壓的大小來判斷同步機處于發(fā)電還是電動狀態(tài)，根據(jù)D觸發(fā)器輸出端為“1”還是為“0”判斷是過勵磁還是欠勵磁，從而使單片機能自動控制可控硅勵磁裝置，使同步機能實現(xiàn)電動和發(fā)電的平穩(wěn)轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點是能使現(xiàn)有索道被運物的勢能轉(zhuǎn)換成電能返回電網(wǎng)，降低能耗，增加效益，而且投資小，簡單易行。對原索道的功能無任何影響。


圖1是同步電動機矢量圖。
圖2是同步發(fā)電機矢量圖。
圖3是系統(tǒng)原理框圖。
圖4是同步電動機正常勵磁時的矢量圖。
圖5是同步發(fā)電機正常勵磁時的矢量圖。
圖1-5中，-電網(wǎng)電壓，
-電樞電流，
主電動勢，
-合成電動勢，
-感應(yīng)電動勢，
-合成磁通。A、B、C、N-代表三相四線電源，M-同步電動機。
實施例以老-官索道為例，索道全長11KM，垂直高差681M，分為四級站，驅(qū)動電機為JR-116-6異步電動機，功率為95KW。在構(gòu)成系統(tǒng)時，用同步電動機來代替，可控硅勵磁裝置的移相插件拔去不用，用SCB-1型單片機代替，單片機的的D/A輸出接到72，73號線上(參見沈陽市整流器廠生產(chǎn)的可控硅勵磁裝置的產(chǎn)品說明書電氣原理圖，下同)，作為移相給定信號，把75，76號線經(jīng)過穩(wěn)壓處理接到8255的A0口作為投勵命令信號輸入單片機，把相位測量電路D觸發(fā)器輸出接到8255的A1口輸入作為同步機欠勵或過勵信號。把低通濾波器的輸出接到0809A/D轉(zhuǎn)換器的模擬量輸入口作為同步機處于電動狀態(tài)或是發(fā)電狀態(tài)的信號輸入單片機，單片機通過改變0832D/A輸出值，以調(diào)節(jié)勵磁電流，保證同步機處于電動時，電流超前電壓相位20度，處于發(fā)電狀態(tài)時，電流超前電壓相位160度，以保證同步電動機處于微過勵狀態(tài)。
老廠錫礦每月出礦6萬噸至官家山選廠，則礦石勢能共計有11.123萬KWH，實施本發(fā)明，以80％的能量返回電網(wǎng)計，則每月可并網(wǎng)發(fā)電8.9萬KWH，以0.3元/KWH計算，每年可獲經(jīng)濟效益32萬元。實施該方案共需投入購買四個同功率的同步電動機和少量輔助設(shè)備資金共計25萬元，一年即收回全部投資，對索道運輸功能毫無影響。
權(quán)利要求
1，一種索道發(fā)電方法，其主要特征是用同步電動機來代替異步電動機。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述的索道發(fā)電方法，其特征在于同步電動機勵磁電流采用自動控制。
3，根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的索道發(fā)電萬法，其特征在于勵磁電流的自動控制采用相位測量電路及單片機進行，以便讓它們和可控硅勵磁電源相配合，起到自動調(diào)節(jié)同步電動機勵磁電流，使同步電動機能穩(wěn)定，順利地工作于電動/發(fā)電狀態(tài)的作用。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用索道運輸中的被運物自重在從高處往低處運動時所產(chǎn)生的勢能來發(fā)電的方法,其主要步驟是用同步電動機代替異步電動機,同步電動機的勵磁電流采用自動控制。當(dāng)電機驅(qū)動索道運行時,電網(wǎng)向電機提供電能,當(dāng)?shù)V石以自重驅(qū)動索道運行時,電機處于發(fā)電狀態(tài),向電網(wǎng)輸送電能。本發(fā)明不僅克服了防止索道過快而多消耗的電能的缺點,而且利用被運物自重勢能發(fā)電向電網(wǎng)提供能量找到了一條新途徑。
文檔編號H02P9/00GK1189717SQ9710136
公開日1998年8月5日 申請日期1997年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月29日
發(fā)明者沈紹榮 申請人:沈紹榮