i引言
隨著冶金企業生產自動化水平的不斷提高，生產的集約化程度也不斷得以加強，新建的現代化工廠往往集成了多條生產線。各生產線之聞物流關系變得更加緊密和復雜，對物流運輸系,統的可靠性、安全性及自動、化程度的要求也越:來越高。
長期以來冶金企業的重載運輸設備的供電方式主要是：滑觸線、電纜卷筒和蓄電池等。這些供電方式都有著諸多的缺點。蓄電池供電需專門的充電電源；重載運輸車蓄電池重量較大，増加了運輸車本身的重量；同時蓄電池需要較長的充電時間，無法滿足運輸車24小時連續^作的要求；廢舊電池的無害化處理困難等《電纜卷筒供電不適合長距離運輸。滑觸線供電不適合潮濕、塵土等室外運行的場合。同時，處于電纜卷筒供電、滑觸線供電均為接觸式供電，還容易出現面接觸磨損和電流載體不.安全暴露造成擔-電安全問題。此外，^有冶金重載運輸車（通II指過跨車）自動化水平較低，通常是專人手動跟車操作，這完全不符合當今冶金生產現代化和工廠物流現代化的趨勢，為了解決上述移動供電問題，以新西蘭奧克蘭大學波依斯(Prof.T.BoyS)教授為首的課題組在20世紀90年代提.出的一種基于電磁耦合技術實現電力能量傳導的模式，即非接觸式供電，弁已成功投入輕載運輸領域的應用。
非接觸式供電采用感應耦合原理供電，取電過程無物理接觸，不會產生接觸磨撤，不會產生：電火花，是一種安全的供電方式。而且由于其供電系統與移動用電系統相對獨立，可單獨密閉，因此對外畀環境要求不高，.可應甩于潮濕、多塵，甚至是水下等場食。
經過近二十年的發展，非接觸式供電技術已廣泛應用f輕載AGV?起童機、貨物分揀和EMS單軌輸送物流系統中。目前_內已經投入運行的非接觸供電運輸車大多運輸噸位較小，一般載重量在3噸以下。重載非接觸供電運輸車在國內尚無應用的例子并鮮有這方面的報道&近兩年來，北京首鋼續標工頻技術有限公司以滿足工程實際需要為契機，通過踉蹤界先進的非接觸式供電技術并將其應用于冶金童載運輸車，成功開發出了適A冶金工廠運輸環'境，可自動安全運行重載非接觸__式供電運輸車。
2011年5月，由嘗鋼國際工程公司自主研發設計和設備成套的國內首例60噸非接觸供電鋼卷運輸車順利通過了工程模擬實驗（見圖IX各項測試指標表明，該重載非接觸式供電運輸車供電穩定，自動化控制7JL平高，運行安全可靠，在：貴載運輸領域技術上實現了新的突破。
2重載非接觸式供電運輸車的技術特點
2.1采用了新型的非接觸供電技術
2.1.1非接觸式供電的原理
非接觸供電技術是基于電磁稱合感應原理，通過非機械接觸的方式進行電力和信號樓輸的技術，特別適合于電SFE和信號由固定翁：滅向糝動電減的傳輸。
圖_ 2所示的為非接觸式供電系統原理圖。系統主要由初級供電柜、主通訊模塊、埋于地下的高頻電纜和通訊電纜、車上的拾電器、數據天線及逆變器等元件組成。首先初級供電柜將380V?50Hz的交流屯轉化成地下電繢中的20KHz左右的高頻電流，車上拾電器因與此高頻電流感應親合而獲得電能，輸出560VDC的直流電，*后通過逆變器等電源、轉換裝置將直流電轉換成電機及車上用電設備所需電源類型，通常是380VAC或24VDC?眞于運輸車的通劫或續制。
如果需要，還可通過主通訊模塊、通訊電纜及車上的數據天線來完成車上PLC與地菌PLC的通訊，實現埯JO? PLC對纖車纖制。
2.1.2非接觸式供電的特點
非接觸供電技術是上世紀九十年代才發展起來的新型的供電方式，這種供電方式可以有效克服蓄電池、電纜卷筒、滑觸線等傳統供電方式的諸多缺點，.具有安全免維護、供電距離長、可以露天環境下運行等優點。
爲參如下：
(1)無物理接觸，幾乎100%免維護，可以在低維護成本的愔況下發揮設備的功能；
(2)對設備行走趣：離、速.魔和加逮度沒有瑯制；
(3)不會有電火花和觸電等安全隱患；
(4)可工作于露天、潮濕、結冰、多塵等惡劣環境；
(5)數據通訊系統集成在初級電纜中，無需另外裝設通訊線；
(6)無噪音和粉塵，對環境無污染，節能環保；
(7)不需蓄電池、電纜卷筒等移動供電設備，減小了車體_自重，同時環境惠加于凈、整潔。
2.2采用軌道式運輸
首例重載非接觸供電運輸單采用了軌道運輸，主要是考慮到重載情況下軌遣運行阻力小，承載能力高，節電節能，控制簡單；同時，軌道不但控制了運行方向，而且還特別限制了非接觸式供電過程中車上拾電器對感應電纜的偏移，使拾電器拾電效率得以保證。
2.3自動化水平可以滿足不同的用戶需求
首例重載非接觸供電運輸車采用了變頻電機驅動，運行速度0-40 m/mm?速度分檔可調。行?走驅動電機配有編碼器，運行線路地,面下埋有位置傳感器.(Mark),可以實現固定位置或任意位置的停車控制。
操作控制摸式有以下3種：
(1)手動樓式，根據需要，操作工可手動控制車的前進、后退、停止。
(2)本地自:動》運行路線兩端及中間各設有固定停止點(Mark A, B, C，....），操作控制面板置于車上，操作工可通過車上的按鈕或遙控器讓車從3質點JT動運行至任一停止點。
(3)在線自動。所有運輸車的控制可瓖入全廠物流自動控制系統，實現全廠物流運輸的_動化。此次開蒙S為用戶配備了此功能。
2.4完備的安全防護系統
對于全自動運行的運輸車，其安全系統必須是可靠的和龕備的，一般應有多重保護，如.圖4所示。
(1)聲光報警器。用于安全報警和提示s
(2)安全防撞桿。位于車體前后方并探出車體，當物體接觸車體前的防時，防續觸動桿內的微_開關并立卽發出停車指令。
(3)接地靴。接地靴保證了車體的安全接地，防止雷電對車上的電氣設備損壞。
(4)激光安全保護裝置。每臺運輸車.前后可裝激光安全掃描儀。當激光安全掃描裝置掃描到警示區域內(4?7m?數值可根撂需要設定.）有物體時，聲光報警器警1示音報警；當進入安全區域（0?4m_,可設定）時無條件停車；物體出安全區域后運輸車自動恢復運行。
(5.)急停裝置。審#上設有急停按顧> 逋過“手按”等簡單的操作就可實現緊急停止的功能。這些安全防護系統在開發的首套60噸非接觸式鋼卷運輸車上均已實現。
3首例非接觸式供電童載運輸車的實驗驗證
3.1實驗樣車參數
3.2樣車實驗
3.2.1 測試
(1)使用工業電源(380V, 50Hz)$空載和滿載情況下分別對機械及電氣進行測試，以確定驅動系統選型是否滿足承載及速度要求。
(2)非接觸式供電系統及牢載拾電器測試，確保樣車能夠得到足夠的560VDC的電能。
(3)電源轉換測試。主要是電源轉換元件的選型和轉換電路的設計是否恰當，包括采用逆變器和直難轉換器將拾電器獲得的560VDC電能轉換成電機所需的380V的交流電和控制系統所需的24V宣流電。車載的供電系統應設有加電緩沖電路和制動電阻，以便對系統元件進:行保護
(4)自動化系統測試，樣車軌道長20m?地面上設有A?B?C三個停止點，采用手動及本地自動兩種操作。在本地自動的情況下，按下A?B?C中任一個按鈕，運輸車都應由當前所在位置運行到按鈕代表的位置停止。自動化系統測試還包括T聲光報警器、激光區域掃描儀等安全運行方面的控制。
(5)**的可靠性實驗。在帶載的情況下進行24小時的i式車，隨時監控機械和電氣的運行情況，如噪音、_機溫度、電壓、電:流等參數。
3,2.2側試結果
雖然在重載非接觸供電運輸車研發過輕中遇到了一些問題，但在攻關組的不懈的努力下，先后通過了工業用電帶載實驗、非接觸供電系統取電實驗、電源轉換實驗、自動化系統測試及*終的帶載可靠性實驗，其實驗結果是令人滿意的，堯全達到了設計要求。
4 結 語
首鋼興際工程公司開發的重載非接觸供電運輸車，供電電纜埋在地下，可很好的解決由于環境、運輸距離長以及接觸磨損所引起的運輸車供電問題。實現了在露天、復雜工況下的長距離全自動穩定運行。在安全方面除了在車IT設置了傳統的聲光報警和防撞桿外，還特別配置了激光安全識別裝置，解決了車輛自動運行過程中的安全問題，可適用冶金、倉儲、物流等各種重載運輸行業，有很好的應用前景。
