i引言
随着冶金企业生产自动化水平的不断提高，生产的集约化程度也不断得以加强，新建的现代化工厂往往集成了多条生产线。各生产线之闻物流关系变得更加紧密和复杂，对物流运输系,统的可靠性、安全性及自动、化程度的要求也越:来越高。
长期以来冶金企业的重载运输设备的供电方式主要是：滑触线、电缆卷筒和蓄电池等。这些供电方式都有着诸多的缺点。蓄电池供电需专门的充电电源；重载运输车蓄电池重量较大，増加了运输车本身的重量；同时蓄电池需要较长的充电时间，无法满足运输车24小时连续^作的要求；废旧电池的无害化处理困难等《电缆卷筒供电不适合长距离运输。滑触线供电不适合潮湿、尘土等室外运行的场合。同时，處于电缆卷筒供电、滑触线供电均为接触式供电，还容易出现面接触磨损和电流载体不.安全暴露造成担-电安全问题。此外，^有冶金重载运输车（通II指过跨车）自动化水平较低，通常是专人手动跟车操作，这完全不符合当今冶金生产现代化和工厂物流现代化的趋势，为了解决上述移动供电问题，以新西兰奥克兰大学波依斯(Prof.T.BoyS)教授为首的课题组在20世紀90年代提.出的一种基于电磁耦合技术实现电力能量传导的模式，即非接触式供电，弁已成功投入轻载运输领域的应用。
非接触式供电采用感应耦合原理供电，取电过程无物理接触，不会产生接触磨撤，不会产生：电火花，是一种安全的供电方式。而且由于其供电系统与移动用电系统相对独立，可单独密闭，因此对外畀环境要求不高，.可应甩于潮湿、多尘，甚至是水下等场食。
经过近二十年的发展，非接触式供电技术已广泛应用f轻载AGV�起童机、货物分拣和EMS单轨输送物流系统中。目前_内已经投入运行的非接触供电运输车大多运输吨位较小，一般载重量在3吨以下。重载非接触供电运输车在国内尚无应用的例子并鲜有这方面的报道&近两年来，北京首钢續标工頻技术有限公司以满足工程实际需要为契机，通过踉踪界先进的非接触式供电技术并将其应用于冶金童载运输车，成功开发出了适A冶金工厂运输环'境，可自动安全运行重载非接触__式供电运输车。
2011年5月，由嘗钢国际工程公司自主研发设计和设备成套的国内首例60吨非接触供电钢卷运输车顺利通过了工程模拟实验（见图IX各项测试指标表明，该重载非接触式供电运输车供电稳定，自动化控制7JL平高，运行安全可靠，在：貴載运输领域技术上实现了新的突破。
2重载非接触式供电运输车的技术特点
2.1采用了新型的非接触供电技术
2.1.1非接触式供电的原理
非接触供电技术是基于电磁稱合感应原理，通过非机械接触的方式进行电力和信号楼输的技术，特别适合于电SFE和信号由固定翁：滅向糝动电減的传输。
图_ 2所示的为非接触式供电系统原理图。系统主要由初级供电柜、主通讯模块、埋于地下的高频电缆和通讯电缆、车上的拾电器、数据天线及逆变器等元件组成。首先初级供电柜将380V�50Hz的交流屯转化成地下电缋中的20KHz左右的高频电流，车上拾电器因与此高频电流感应親合而获得电能，输出560VDC的直流电，*后通过逆变器等电源、转换裝置将直流电转换成电机及车上用电设备所需电源类型，通常是380VAC或24VDC�眞于运输车的通劫或續制。
如果需要，还可通过主通讯模块、通讯电缆及车上的数据天线来完成车上PLC与地菌PLC的通讯，实现埯JO� PLC对纖车纖制。
2.1.2非接触式供电的特点
非接触供电技术是上世纪九十年代才发展起来的新型的供电方式，这种供电方式可以有效克服蓄电池、电缆卷筒、滑触线等传统供电方式的诸多缺点，.具有安全免维护、供电距离长、可以露天环境下运行等优点。
爲參如下：
(1)无物理接触，几乎100%免维护，可以在低维护成本的愔况下发挥设备的功能；
(2)对设备行走趣：离、速.魔和加逮度没有琅制；
(3)不会有电火花和触电等安全隐患；
(4)可工作于露天、潮湿、结冰、多尘等恶劣环境；
(5)数据通讯系统集成在初级电缆中，无需另外装设通讯线；
(6)无噪音和粉尘，对环境无污染，节能环保；
(7)不需蓄电池、电缆卷筒等移动供电设备，减小了车体_自重，同时环境惠加于净、整洁。
2.2采用轨道式运输
首例重载非接触供电运输单采用了轨道运输，主要是考虑到重载情况下轨遣运行阻力小，承载能力高，节电节能，控制简单；同时，轨道不但控制了运行方向，而且还特别限制了非接触式供电过程中车上拾电器对感应电缆的偏移，使拾电器拾电效率得以保证。
2.3自动化水平可以满足不同的用户需求
首例重载非接触供电运输车采用了变频电机驱动，运行速度0-40 m/mm�速度分档可调。行•走驱动电机配有编码器，运行线路地,面下埋有位置传感器.(Mark),可以实现固定位置或任意位置的停车控制。
操作控制摸式有以下3种：
(1)手动樓式，根据需要，操作工可手动控制车的前进、后退、停止。
(2)本地自:动》运行路线两端及中间各设有固定停止点(Mark A, B, C，....），操作控制面板置于车上，操作工可通过车上的按钮或遥控器让车从3質点JT动运行至任一停止点。
(3)在线自动。所有运输车的控制可瓖入全厂物流自动控制系统，实现全厂物流运输的_动化。此次开蒙S为用户配备了此功能。
2.4完备的安全防护系统
对于全自动运行的运输车，其安全系统必须是可靠的和龛备的，一般应有多重保护，如.图4所示。
(1)声光报警器。用于安全报警和提示s
(2)安全防撞杆。位于车体前后方并探出车体，当物体接触车体前的防时，防續触动杆内的微_开关并立卽发出停车指令。
(3)接地靴。接地靴保证了车体的安全接地，防止雷电对车上的电气设备损坏。
(4)激光安全保护装置。每台运输车.前后可装激光安全扫描仪。当激光安全扫描装置扫描到警示区域内(4�7m�数值可根撂需要设定.）有物体时，声光报警器警1示音报警；当进入安全区域（0�4m_,可设定）时无条件停车；物体出安全区域后运输车自动恢复运行。
(5.)急停装置。審#上设有急停按顧> 逋过“手按”等简单的操作就可实现紧急停止的功能。这些安全防护系统在开发的首套60吨非接触式钢卷运输车上均已实现。
3首例非接触式供电童载运输车的实验验证
3.1实验样车参数
3.2样车实验
3.2.1 测试
(1)使用工业电源(380V, 50Hz)$空载和满载情况下分别对机械及电气进行测试，以确定驱动系统选型是否满足承载及速度要求。
(2)非接触式供电系统及牢载拾电器测试，确保样车能够得到足够的560VDC的电能。
(3)电源转换测试。主要是电源转换元件的选型和转换电路的设计是否恰当，包括采用逆变器和直難转换器将拾电器获得的560VDC电能转换成电机所需的380V的交流电和控制系统所需的24V宣流电。车载的供电系统应设有加电缓冲电路和制动电阻，以便对系统元件进:行保护
(4)自动化系统测试，样车轨道长20m�地面上设有A�B�C三个停止点，采用手动及本地自动两种操作。在本地自动的情况下，按下A�B�C中任一个按钮，运输车都应由当前所在位置运行到按钮代表的位置停止。自动化系统测试还包括T声光报警器、激光区域扫描仪等安全运行方面的控制。
(5)**的可靠性实验。在带载的情况下进行24小时的i式车，随时监控机械和电气的运行情况，如噪音、_机温度、电压、电:流等参數。
3,2.2侧试结果
虽然在重载非接触供电运输车研发过輕中遇到了一些问题，但在攻关组的不懈的努力下，先后通过了工业用电带载实验、非接触供电系统取电实验、电源转换实验、自动化系统测试及*终的带载可靠性实验，其实验结果是令人满意的，堯全达到了设计要求。
4 结 语
首钢興际工程公司开发的重载非接触供电运输车，供电电缆埋在地下，可很好的解决由于环境、运输距离长以及接触磨损所引起的运输车供电问题。实现了在露天、复杂工况下的长距离全自动稳定运行。在安全方面除了在车IT设置了传统的声光报警和防撞杆外，还特别配置了激光安全识别装置，解决了车辆自动运行过程中的安全问题，可适用冶金、仓储、物流等各种重载运输行业，有很好的应用前景。
