电磁振动给料机的发展与控制方式探讨

王慧华 杨小刚

(邢台职业技术学院，河北 邢台054035)

电磁振动式给料机以其节能高效、使用简单、投资少、体积小、重量轻、维修方便、无转动零件、启动电流小、激振器可以随时启停等优点，被广泛应用于矿山、煤炭、冶金、建材、电力、化工、机械、粮食等行业。随着电力电子技术、控制技术和节能技术水平的提高，控制电磁振动给料机的可控硅整流电源装置广泛用于电力、化工、钢铁等行业的电力电子设备中。可靠的电压电流控制装置是保证工业设备的正常运行的基本要求，故障自动诊断技术是提高设备可维护性的有效手段之一。可控硅电源是一种常规的电子控制仪表，广泛应用于电磁振动给料机调整振幅、电磁调速电动机调整转速上，而电磁振动给料机和电磁调速电动机广泛应用在建材、煤炭、矿山、冶金、粮食、化工等行业，市场占有率非常大。[1]

1 电磁振动给料机的发展

电磁震动给料机始于上个世纪初，是运用电磁振动原理的一种给料机械装置，已经广泛应用在国内外自动化生产线上。控制原理是利用电磁激振器使给料槽作高频率的往复振动，槽内物料以一定角度抛掷，并朝一定方向运动，从而实现定量给料。

20 世纪40 年代，英、美等国就已将电磁振动给料机用于受煤槽和配煤槽下部的给料，后来又广泛用于翻车机下部的给料，日本还常将它用于粉碎机上部的定量给料，80 年代进入高速发展阶段。中国从20 世纪60 年代起使用电磁振动给料器给料，70 年代应用于配煤槽下部定量给煤，进入80 年代后，由于制造工业开始迅速发展，我国在振动给料机产品的开发与生产上和自力更生和消化吸收的基础上，也开始进行探索和创新，已经在产品设计、产品制造及技术性能等方面取得了一定发展。然而当前电磁振动给料机还存在一些问题，譬如输送物料效率低、消耗功率大、影响给料机运送物料精确性能的振幅大小，另外，在调节方便性能上也比较复杂等种种弊端，因此，随着当今电子技术的进步，国内外成功研制开发的变频变压电源送料器，使得电磁振动给料器的输送速度可以很方便的进行调节，从而更好的满足了工业自动化生产线的要求。

目前国内外各振动给料机生产厂商的主要产品均为电磁振动给料机和电机振动给料机，除国内的唐山矿山机械厂、河南省鹤壁市煤电通用机械厂外还有众多国外大型企业，如美国的JVI 振动机械和FMC 科技等。[2]

2 电磁振动给料机的控制方式

电磁振动给料机是一种能够控制给料量的设备，能达到给料均匀、方便控制产量调节。电磁振动给料机是通过调节振幅大小来实现自动控制给料量的大小，以3000 次/分的频率不停地振动，通过可控硅单相半波整流电路，供给电磁激振器一种大小可调的脉动直流电，从而实现控制直流电大小即可控制振幅大小。[3]

调节电磁振动给料机的振幅一般有以下几种型式：

（1）电压型振幅调节器

这种调节器利用调压器调节电压，经半波整流供给电磁振动给料机于调压器容量的限制，只适用于小型电磁振动给料机。虽然该调节器结构比较简单，调节范围大，但是不易实现自动控制。

（2）电阻型振幅调节器

这种调节器调节电磁振动给料机振幅的原理是通过改变负载电阻值，来改变电振给料机线圈输入电压。

（3）可变电感调节器

这种调节器的优点是调节特性平滑，损耗小，但功率因数较低。

（4）可变电容调节器

这种调节器一般只用于微型电磁振动给料器，虽然功率因数高，但是调节特性均匀性差。

（5）可控硅整流调节器

可控硅半波整流控制方案是比较理想的一种电磁振动给料机振幅调节装置。它的优点是调节范围大，可以实现的调节范围从零一直到额定值；能实现闭环控制，可以使设备达到很高的控制精度；控制系统功率消耗极小，可以认为是无损耗的，尤其对于中、大型电磁振动给料机效果更为突出；另外，该控制器还有成本低，体积小、结构简单的优点。

由于考虑到上述各个控制器的优缺点，目前广泛应用可控硅整流器来调节振幅实现给料，该调节方式简单可行且易于实现自动控制。可控硅触发电路也在不断发展，从简单的阻容移相触发电路、单结晶体管触发电路、专用集成电路触发电路到现在的基于单片机的智能数字触发电路。采用单片机对其振幅控制不仅具有控制方便、简单灵活等优点，而且还可以大幅度提高被控振幅的技术指标，从而能够极大地提高设备传送物料的控制精度。

3 结束语

当今社会工业自动化已涉及到各个领域，工业自动化网络逐步形成，市场上需要大量能够接入DCS（集散控制系统）的各种仪表，包括一次仪表、二次仪表等。另外，当晶闸管故障(如晶闸管组件门极损坏或触发脉冲丢失等故障)、过载等故障，整流电路仍然工作，但输出电压的脉动增大、平均值降低的这种带病工作，导致整流波形产生畸变，使负载不能正常运行，同时也加大了对电网的干扰。

国内一些研究人员开始尝试采用自动控制系统对电磁振动给料机的振幅进行控制，针对电磁振动给料器的传统可控硅控制驱动电路，存在一定时间内振动次数不稳定、驱动电压可控性差、不能与可控硅输出呈线性关系、可控硅电源不能与工业网络连接（接入DCS 系统）等不足，提出电磁振动给料器同步数字智能控制方法，DCS 网络接口、人机界面部分正是对整流装置进行的在线监测和故障诊断。进一步提高主加料量和微小补加料量稳定性和准确性。另外，失重秤、斗秤、恒速皮带秤等计量设备在建材、矿山、粮食、煤炭等行业大量使用，这些计量设备都要配置电磁振动给料机作为给料设备，每台电磁振动给料机都要用一台可控硅电源来调节给料量，因此市场需求量相当大。

［1］王运池.国内给料设备的现状与发展[J].煤质技术，2003(7)：29-31.

［2］黄凤.电磁震动给料机的振幅的自适应控制[D].江苏：河海大学，2007.

［3］占启贤.自动机械设计[M].北京：轻工业出版社，2000：225-243.