煤礦膠帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)改造.doc

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煤礦膠帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)改造 隨著煤礦生產(chǎn)的發(fā)展，長距離，大運量、大功率帶式輸送機在煤礦上的使用量也愈來愈多。合理選擇大型膠帶輸送機的驅(qū)動方式，能夠?qū)崿F(xiàn)可調(diào)的、平滑的而無沖擊的啟動力矩，減小輸送機運行過程中的動張力，改善輸送機整體的受力狀況，保護(hù)電網(wǎng)免受沖擊，減少輸送機運行過程中的功率損失，提高輸送機電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、安全性。實際應(yīng)用表明采用變頻控制系統(tǒng)對輸送機進(jìn)行變頻調(diào)速控制可以較好的實現(xiàn)力矩速度控制功能，提高整機運行過程中的安全穩(wěn)定性。 膠帶輸送機是以輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的一種連續(xù)動作式的運輸設(shè)備，它在礦井地面和井下運輸中得到了極其廣泛的應(yīng)用。帶式輸送機要求驅(qū)動系統(tǒng)能夠提供可調(diào)的、平滑的而無沖擊的啟動力矩，以減小動張力，從而改善輸送機及整機的受力狀況，并保護(hù)電網(wǎng)免受沖擊。在多臺電機驅(qū)動情況下，要求各驅(qū)動裝置之間能夠做到功率基本平衡，或者說具有合理分配驅(qū)動功率的能力；對于長距離膠帶輸送機還要求提供慢速運行以滿足日常檢修維護(hù)；對于大功率、高耗能、長時運轉(zhuǎn)設(shè)備還應(yīng)要求具有明顯的節(jié)能效果。變頻調(diào)速控制驅(qū)動方式是一種值得嘗試推廣的新技術(shù)，通過實踐應(yīng)用具有較好的使用效果。 膠帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理介紹 1.1交流變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理 交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)是在近幾十年來迅猛發(fā)展起來的電力拖動先進(jìn)技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，該技術(shù)是一種以改變交流電動機的供電頻率達(dá)到交流電動機調(diào)速的目的，是利用電力半導(dǎo)體元件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能裝置，其基本原理是通過整流橋?qū)⒐ゎl交流電壓變換為直流電壓，在通過逆變器轉(zhuǎn)換為頻率，可調(diào)的交流電壓作為交流電動機的驅(qū)動電源，使電動機獲得無極調(diào)速所需的電壓和電流，根據(jù)電機負(fù)載的變化實現(xiàn)自動、平滑的增速、減速，是一種無附加轉(zhuǎn)差損耗的高效調(diào)速方式，可以大幅度提高工作效率，減少能源空耗。現(xiàn)在的交流變頻調(diào)速技術(shù)是微機技術(shù)、電力電子技術(shù)和電機傳動技術(shù)的綜合應(yīng)用，是強弱電混合、機電一體的綜合性技術(shù)。 1.2皮帶機變頻調(diào)速系統(tǒng)工作原理介紹： 皮帶機采用電控、變頻設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速控制。該設(shè)備包含2變頻器，一套電控系統(tǒng)、一個操作臺及其它皮帶機綜合保護(hù)。 1.3電控變頻設(shè)備的工作原理：該設(shè)備采用集中控制的方式，把所有皮帶機保護(hù)（煤位、跑偏、煙霧。溫度、速度等）集中采集到PLC中按工藝要求對其實施精確控制；并在操作臺上反映當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)、控制方式及各種保護(hù)當(dāng)前狀態(tài)等。便于直觀觀察皮帶機的當(dāng)前運行狀況和對設(shè)備的檢修維護(hù)。 工業(yè)實踐試驗效果 試驗地點：陳家山煤礦420工作面運順順槽膠帶輸送機。 該膠帶輸送機型號為SSJ120/180/2200，輸送機功率為400KW（單機功率為200KW），鋪設(shè)長度為1000m，巷道傾角為06，使用上述膠帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)，主要效果如下： （1）控制電機的啟動電流 變頻調(diào)速可以在零速零電壓啟動（可以適當(dāng)增加轉(zhuǎn)矩提升)，一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式，帶動負(fù)載進(jìn)行工作和變頻調(diào)速，能充分降低電機電流。 （2）降低電力線路電壓波動 電壓下降將會導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，如PC機、傳感器、接近開關(guān)和接觸器等均會動作出錯，而采用變頻調(diào)速后由于能在零頻零壓時逐步啟動，則能最大程度上消除電壓下降。 （3）可控的加速功能 工頻啟動時對電機或相連的機械部分（軸或齒輪）都會產(chǎn)生劇烈的振動，這種振動將進(jìn)一步加劇機械磨損，降低機械部件和電機的使用壽命，而變頻調(diào)速能在零速啟動并能按照控制需要進(jìn)行光滑地加速，而且其加速曲線也可以選擇(直線加速S形加速或者自動加速)。 （4）可調(diào)的轉(zhuǎn)矩極限 變頻調(diào)速能夠設(shè)置相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩極限來保護(hù)機械不致?lián)p壞，特別是輸送機過載時能自動停車，保護(hù)皮帶。在工頻狀態(tài)下只能通過檢測電機的工作電流值或過載保護(hù)來進(jìn)行控制而無法像變頻控制一樣設(shè)置精確的轉(zhuǎn)矩值來實現(xiàn)過載保護(hù)。 （5）提高了功率因素，節(jié)電效果明顯 工頻運轉(zhuǎn)1140v時，cos=0.75以下。使用變頻后cos=0.95以上，有功功率提高。其次皮帶機電機根據(jù)煤量按35-50HZ變速運轉(zhuǎn)，降低電能消耗，因此節(jié)電效果明顯。根據(jù)礦井電力負(fù)荷計算統(tǒng)計：該部輸送機平均日電耗使用變頻器前為2560kwh，使用變頻器后為1966kwh，可節(jié)電20%左右。 （6）可逆運行控制 皮帶機正常運轉(zhuǎn)是正向運轉(zhuǎn)，但在檢修做卡頭時需要倒車，即逆向運行。在變頻器控制中要實現(xiàn)可逆運行控制無須額外的可逆控制裝置，只需要改變輸出電壓的相序即可，即按一個按鈕，就能慢慢倒轉(zhuǎn)，檢修時方便快捷。而原來的系統(tǒng)檢修時要反向倒車很難控制皮帶機運行速度檢修安全威脅大。 （7）減少機械傳動部件 由于目前矢量控制變頻器加上同步電機就能實現(xiàn)高效的轉(zhuǎn)矩輸出,從而節(jié)省齒輪箱等機械傳動部件,最終構(gòu)成直接變頻傳動系統(tǒng)，從而就能降低成本和提高穩(wěn)定性。 經(jīng)運行情況表明該系統(tǒng)可長期可靠地應(yīng)用于長距離帶式輸送機等恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，具有起動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強等特點?？稍谳p載、重載等各種工況下可靠、有效地控制帶式輸送機柔性負(fù)載的軟啟動/軟停車整個動態(tài)過程，并在全過程中實現(xiàn)各膠帶機的驅(qū)動電機之間的功率平衡和速度同步，并提供可調(diào)驗帶速度，由此降低快速起動/快速停車過程對機械和電氣系統(tǒng)的沖擊，避免灑料與疊帶，有效抑制膠帶輸送機動態(tài)張力波可能對膠帶和機械設(shè)備造成的危害，延長輸送機使用壽命，增加輸送系統(tǒng)的安全性和可靠性。 煤礦企業(yè)大功率電機很多，利用高壓變頻調(diào)速技術(shù)對煤炭企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，完全能實現(xiàn)改善工況點、提高效率、節(jié)省電能的目的。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，高壓交流電動機變頻調(diào)速技術(shù)已日趨完善，在煤礦企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代及在節(jié)能和實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化方面都取得了明顯的效果。本文介紹了變頻調(diào)速技術(shù)在礦井膠帶輸送機上的成功運用，從使用效果可以看到該技術(shù)值得借鑒推廣。 第 5 頁 共 5 頁