電磁振動給料機的發展與控制方式探討

王慧華 楊小剛

(邢臺職業技術學院，河北 邢臺054035)

電磁振動式給料機以其節能高效、使用簡單、投資少、體積小、重量輕、維修方便、無轉動零件、啟動電流小、激振器可以隨時啟停等優點，被廣泛應用于礦山、煤炭、冶金、建材、電力、化工、機械、糧食等行業。隨著電力電子技術、控制技術和節能技術水平的提高，控制電磁振動給料機的可控硅整流電源裝置廣泛用于電力、化工、鋼鐵等行業的電力電子設備中。可靠的電壓電流控制裝置是保證工業設備的正常運行的基本要求，故障自動診斷技術是提高設備可維護性的有效手段之一。可控硅電源是一種常規的電子控制儀表，廣泛應用于電磁振動給料機調整振幅、電磁調速電動機調整轉速上，而電磁振動給料機和電磁調速電動機廣泛應用在建材、煤炭、礦山、冶金、糧食、化工等行業，市場占有率非常大。[1]

1 電磁振動給料機的發展

電磁震動給料機始于上個世紀初，是運用電磁振動原理的一種給料機械裝置，已經廣泛應用在國內外自動化生產線上。控制原理是利用電磁激振器使給料槽作高頻率的往復振動，槽內物料以一定角度拋擲，并朝一定方向運動，從而實現定量給料。

20 世紀40 年代，英、美等國就已將電磁振動給料機用于受煤槽和配煤槽下部的給料，后來又廣泛用于翻車機下部的給料，日本還常將它用于粉碎機上部的定量給料，80 年代進入高速發展階段。中國從20 世紀60 年代起使用電磁振動給料器給料，70 年代應用于配煤槽下部定量給煤，進入80 年代后，由于制造工業開始迅速發展，我國在振動給料機產品的開發與生產上和自力更生和消化吸收的基礎上，也開始進行探索和創新，已經在產品設計、產品制造及技術性能等方面取得了一定發展。然而當前電磁振動給料機還存在一些問題，譬如輸送物料效率低、消耗功率大、影響給料機運送物料精確性能的振幅大小，另外，在調節方便性能上也比較復雜等種種弊端，因此，隨著當今電子技術的進步，國內外成功研制開發的變頻變壓電源送料器，使得電磁振動給料器的輸送速度可以很方便的進行調節，從而更好的滿足了工業自動化生產線的要求。

目前國內外各振動給料機生產廠商的主要產品均為電磁振動給料機和電機振動給料機，除國內的唐山礦山機械廠、河南省鶴壁市煤電通用機械廠外還有眾多國外大型企業，如美國的JVI 振動機械和FMC 科技等。[2]

2 電磁振動給料機的控制方式

電磁振動給料機是一種能夠控制給料量的設備，能達到給料均勻、方便控制產量調節。電磁振動給料機是通過調節振幅大小來實現自動控制給料量的大小，以3000 次/分的頻率不停地振動，通過可控硅單相半波整流電路，供給電磁激振器一種大小可調的脈動直流電，從而實現控制直流電大小即可控制振幅大小。[3]

調節電磁振動給料機的振幅一般有以下幾種型式：

（1）電壓型振幅調節器

這種調節器利用調壓器調節電壓，經半波整流供給電磁振動給料機于調壓器容量的限制，只適用于小型電磁振動給料機。雖然該調節器結構比較簡單，調節范圍大，但是不易實現自動控制。

（2）電阻型振幅調節器

這種調節器調節電磁振動給料機振幅的原理是通過改變負載電阻值，來改變電振給料機線圈輸入電壓。

（3）可變電感調節器

這種調節器的優點是調節特性平滑，損耗小，但功率因數較低。

（4）可變電容調節器

這種調節器一般只用于微型電磁振動給料器，雖然功率因數高，但是調節特性均勻性差。

（5）可控硅整流調節器

可控硅半波整流控制方案是比較理想的一種電磁振動給料機振幅調節裝置。它的優點是調節范圍大，可以實現的調節范圍從零一直到額定值；能實現閉環控制，可以使設備達到很高的控制精度；控制系統功率消耗極小，可以認為是無損耗的，尤其對于中、大型電磁振動給料機效果更為突出；另外，該控制器還有成本低，體積小、結構簡單的優點。

由于考慮到上述各個控制器的優缺點，目前廣泛應用可控硅整流器來調節振幅實現給料，該調節方式簡單可行且易于實現自動控制。可控硅觸發電路也在不斷發展，從簡單的阻容移相觸發電路、單結晶體管觸發電路、專用集成電路觸發電路到現在的基于單片機的智能數字觸發電路。采用單片機對其振幅控制不僅具有控制方便、簡單靈活等優點，而且還可以大幅度提高被控振幅的技術指標，從而能夠極大地提高設備傳送物料的控制精度。

3 結束語

當今社會工業自動化已涉及到各個領域，工業自動化網絡逐步形成，市場上需要大量能夠接入DCS（集散控制系統）的各種儀表，包括一次儀表、二次儀表等。另外，當晶閘管故障(如晶閘管組件門極損壞或觸發脈沖丟失等故障)、過載等故障，整流電路仍然工作，但輸出電壓的脈動增大、平均值降低的這種帶病工作，導致整流波形產生畸變，使負載不能正常運行，同時也加大了對電網的干擾。

國內一些研究人員開始嘗試采用自動控制系統對電磁振動給料機的振幅進行控制，針對電磁振動給料器的傳統可控硅控制驅動電路，存在一定時間內振動次數不穩定、驅動電壓可控性差、不能與可控硅輸出呈線性關系、可控硅電源不能與工業網絡連接（接入DCS 系統）等不足，提出電磁振動給料器同步數字智能控制方法，DCS 網絡接口、人機界面部分正是對整流裝置進行的在線監測和故障診斷。進一步提高主加料量和微小補加料量穩定性和準確性。另外，失重秤、斗秤、恒速皮帶秤等計量設備在建材、礦山、糧食、煤炭等行業大量使用，這些計量設備都要配置電磁振動給料機作為給料設備，每臺電磁振動給料機都要用一臺可控硅電源來調節給料量，因此市場需求量相當大。

［1］王運池.國內給料設備的現狀與發展[J].煤質技術，2003(7)：29-31.

［2］黃鳳.電磁震動給料機的振幅的自適應控制[D].江蘇：河海大學，2007.

［3］占啟賢.自動機械設計[M].北京：輕工業出版社，2000：225-243.