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。
圖3為輕載非接觸式供電RGV運輸車在使垣中的照片^從圖_片可以看到，此運輸車可以運行在露天環德中。
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。
具體如下：
(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“芋 .1 一聲光報警器；2-防撞桿、3-接地Ik. 4一激光安全掃描儀按”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。
