带式输送机张紧装置的主要作用之一是为输送带提供足够的张力,防止产生输送带打滑现象,使输送带满足带式输送机可靠运行的悬垂度要求。大型带式输送机的广泛使用使得输送带张力变化更为复杂、变形量增大,这就要求张紧装置能够快速响应并增大张紧行程。因此,亟需一种能够满足大型带式输送机运行要求的新型张紧装置。本文针对现存张紧装置张紧行程较短、响应速度较慢的缺陷,设计提出了一种新型永磁变频自动张紧装置,该装置采用永磁变频系统直接驱动卷筒张紧输送带,省去了传动环节的减速器、张紧油缸以及大型液压站等部件,简化了装置结构,能够快速动作张紧输送带,缩短了响应时间,大大提高了张紧效率,增加了张紧装置的张紧行程。研究分析了带式输送机的动力学原理,综合运用机械、电气以及液压理论设计了永磁变频自动张紧装置结构;研究设计了永磁变频自动张紧装置的电气控制系统,确定了 PLC模块、变频器并制定了张力监测装置和制动系统的控制策略。研究分析永磁同步电机原理和不同坐标下的数学模型,对比分析了永磁同步电机的不同控制技术,综合考虑选择矢量控制技术对同步电机进行调速,基于MATLAB/Simulink软件建立了永磁调速系统的仿真模型,验证了该永磁调速系统的可行性。研究建立了永磁变频自动张紧装置各部件的数学模型,并确定模型参数对张紧速度的影响,提出了缩短张紧过程响应时间的策略。基于AMESim和MATLAB/Simulink软件联合仿真建立带式输送机及永磁变频自动张紧装置模型,分析得到了在带式输送机起动工况和正常运行工况下受到冲击载荷时的动态特性曲线,验证了相对于带式输送机现有自动张紧装置,本文所设计的永磁变频自动张紧装置响应速度更快、鲁棒性更好。