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變頻器在礦用防爆皮帶運輸機上的應用
張家口變頻器   2009-07-18 03:11:11 作者:SystemMaster 來源: 文字大小:[][][]

皮帶機是現代化煤礦高產高效的主要運輸設備,皮帶機的拖動技術形式多樣,直接啟動、調速型液力偶合器、軟啟動、交流變頻拖動等多種形式。皮帶機示意圖如下:

 

 

2  皮帶機示意圖

煤礦井下皮帶機目前對拖動技術的要求越來越高,基本要求是:

(1)控制簡單,啟動特性好,調速性能好,啟動轉距大;

(2)節能;

(3)工作可靠,維護量小;

(4)價格適中。

采用無速度傳感器矢量控制(SVC)的防爆變頻器能夠滿足用戶要求,將是井下皮帶機拖動的發展方向。

1、技術比較

1)直接起動,轉矩大,但力的傳導不均,尾部反應慢,在皮帶底部有堆積現象。

2)偶合器起動,皮帶機慢慢起動,當達到一定轉矩時皮帶開始運轉,而且起動過程中出現打滑現象,造成安全隱患。

3)采用防爆軟起動,皮帶機空載時起動平穩,轉矩降低,減少沖擊,延長電機、膠帶機、機械系統的使用壽命,但重載時需突跳,對膠帶機沖擊較大。

4)采用防爆變頻器時,調速范圍廣,起動轉矩大,可以在重載下緩慢起動,起動安全可靠,對于多電機拖動同步性能好,在匹配煤流傳感器后,可自動依據煤流大小自動調速,一般可節約電能,并且電機功率因數有明顯提高。

2、綜合成本的比較

1)電動機+減速器直接起動初期投入費用不高,但維護費用大。

2)電動機+液力偶合器+減速器,初期投入不太高,維護費用較大。另外因設備處于回風巷內道,液力偶合器維護不好常常漏油,有很大的安全隱患。

3)軟起動電動機+減速器,初期投入費用居中,維護費用相比前兩種要少,能滿足使用要求。

4)變頻器+電動機+減速器,初期投入費用較高,維護費用最低,可調整運行速度,僅從帶電一項上就可逐步收回成本。

綜上所述,應用變頻器是最好的一種方式。

3、變頻器在皮帶機拖動上的應用特點

1)優越的軟起動、軟停止特性。防爆變頻器的起動、停止時間是任意可調(0-10min)的,也就是說起動時的加速度和停車時的減速度任意可調,同時為了平穩起動,還可匹配其具備的S型加減速時間,這樣可將皮帶機起停時產生的沖擊減少至最小,這是其它驅動設備難以達到的。

2)驗帶功能。煤礦的生產運輸系統多以皮帶機為主,運輸系統檢修維護的主要工作是皮帶機的檢修維護,低速驗帶功能是皮帶機檢修的主要要求,變頻調整系統為無極調速的交流傳動系統,在空載驗帶狀態下,變頻器可調整電機工作在5%-100%額定帶速范圍內的任意帶速。

   3)平穩的重載起動。皮帶機在運煤過程中任意一刻都可能立即停車再重新起動,必須考慮“重載起動”能力。由于變頻器采用無速度傳感器矢量控制方式,低頻運轉最大可輸出1.5倍額定轉矩,因此最適于“重載起動”。

4) 功率平衡。煤礦井下皮帶機系統多為雙滾筒驅動或多滾筒驅動,為了保證系統內的同步性能,首先,要求位于機頭的各滾筒應同步啟停,在某一電機故障時能使系統停機,同時為了保證系統的運輸能力,應盡量保證各滾筒之間的功率平衡。通過調整相應兩變頻器的速度給定來調整兩電機之間的速度差,便可以任意增大或減小兩驅動電機的電流差值的大小,因此可以通過單獨的控制系統控制各電機的電流值,通過調整各電機的速度來使各電機電流值逐步趨于平衡。英威騰CH系列特有下垂功能,可動態調整系統的功率平衡。

5)自動調速、節電效果明顯。對應于煤礦的特殊生產條件,有時,煤的產量是極不均勻的,當然皮帶機系統的運煤量也是不均勻的,在負載輕或無負載時,皮帶機系統的高速運行對機械傳動系統的磨損浪費較為嚴重,同時電能消耗也較低速運行大的多,但因生產的需要皮帶機系統又不能隨時停車,采用單獨的控制系統對前級運輸系統的載荷、本機運輸系統的載荷進行分別測量,這樣可控制變頻器降速或提前升速。對于載荷不均的皮帶機系統,可大大節約電能。

6)降低膠帶張力。由于采用防爆變頻器所產生的良好起動特性,至少可降低起動張力30%,如在初期設計選擇膠帶強度時可降低一個標號。在實際應用過程中,由于降低了起動沖擊,皮帶機機械系統的設備損耗也隨之降低,尤其托輥及滾筒的壽命成幾倍的延長。

7)現場應用證明,采用防爆變頻器將大大提高皮帶機的可靠性,降低機械系統損耗,減少運輸系統的維護量,且節能明顯。隔爆變頻器以其特有的軟啟動特性,較高的性價比,將成為井下皮帶機拖動的發展方向。

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