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日普變頻器在輸煤機(jī)上的運(yùn)用
一．概述
國內(nèi)大多數(shù)煤礦采用液力耦合器來實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動，在起動時調(diào)整液力耦合器的機(jī)械效率為零，使電機(jī)空載啟動。雖然有的采用了轉(zhuǎn)子串接電阻改善啟動轉(zhuǎn)矩和降壓空載啟動等方法，但電機(jī)的起動電流仍然很大，不僅會引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動，還會造成電機(jī)內(nèi)部機(jī)械沖擊和發(fā)熱等現(xiàn)象。同時采用液力耦合器軟起皮帶時，由于起動時間短、加載力大容易引起皮帶斷裂和老化，要求皮帶的強(qiáng)度高。加之液力耦合起長時間工作會引起其內(nèi)部油溫升高、金屬部件磨損、泄漏及效率波動等情況發(fā)生，不僅會加大維護(hù)難度和成本、污染了環(huán)境，還會使多機(jī)驅(qū)動同一皮帶時難以解決功率平均和同步問題。
皮帶機(jī)工作原理：皮帶機(jī)通過驅(qū)動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運(yùn)動，皮帶通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運(yùn)動。皮帶是彈性儲能材料，在皮帶機(jī)停止和運(yùn)行時都儲存有大量勢能，這就決定了皮帶機(jī)的啟動時應(yīng)該采用軟啟動的方式。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷成熟，變頻調(diào)速裝置在皮帶運(yùn)輸設(shè)備上的應(yīng)用也越來越廣泛；運(yùn)用變頻器的軟起動功能，將電機(jī)的軟起動和皮帶機(jī)的軟起動合二為一，通過電機(jī)的慢速起動，帶動皮帶機(jī)緩慢起動，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機(jī)在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害。
隨著科技的發(fā)展，煤礦的生產(chǎn)能力得到不斷的提升，因而要求運(yùn)輸能力也要不斷加強(qiáng)；運(yùn)量更大的皮帶機(jī)相繼應(yīng)運(yùn)而生，皮帶機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)也就由以前的單機(jī)驅(qū)動，變?yōu)殡p機(jī)驅(qū)動甚至多機(jī)驅(qū)動。
二．現(xiàn)狀
中煤集團(tuán)山西大同**煤礦，皮帶輸煤機(jī)電機(jī)單機(jī)為315KW，皮帶寬度為1m，斜角坡度26°，皮帶長度600m，由于設(shè)計部合理，現(xiàn)在礦井產(chǎn)量大幅增加，現(xiàn)有的輸送能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠客戶將現(xiàn)有的皮帶機(jī)進(jìn)行改造。改造后為雙電機(jī)315KW驅(qū)動，皮帶寬度為1.4m，皮帶長度為800m；為了使機(jī)器盡快運(yùn)轉(zhuǎn)，客戶直接采購兩臺我公司的RP530磁通矢量變頻器要對輸煤機(jī)進(jìn)行變頻改造。剛開始由于服務(wù)人員的疏忽，對現(xiàn)場情況了解不透徹，隨之而來的功率平衡問題也就產(chǎn)生了；對于類似由變頻驅(qū)動的雙機(jī)系統(tǒng)，功率平衡尤為重要。當(dāng)兩臺電機(jī)出力不均勻時，必將導(dǎo)致一臺電機(jī)過載而另一臺電機(jī)欠載，往往會使驅(qū)動的變頻器過壓，嚴(yán)重時會使過載的電機(jī)燒毀，甚至可能使變頻器主回路的IGBT模塊損壞。針對這一問題公司研發(fā)部門協(xié)同技術(shù)部門親自趕往現(xiàn)場處理問題。
三．改造實(shí)施
兩臺電機(jī)同時驅(qū)動一條皮帶，啟動時負(fù)載比較重，在這種情況下首先考慮變頻器低頻啟動力矩，這點(diǎn)RP530機(jī)器很大程度滿足工況需求，rp530優(yōu)越的軟起特性和0.5Hz 180%低頻啟動力矩能輕松實(shí)現(xiàn)，功率平衡主要是運(yùn)用RP530自身的共母線下垂控制方式可是多臺變頻器驅(qū)動同一條負(fù)載，使得負(fù)荷均衡分配；
將變頻器的多功能輸入輸出端口與其輸煤機(jī)的電控設(shè)備相連接達(dá)到完美組合；變頻器的自身強(qiáng)大的保護(hù)功能與機(jī)械聯(lián)動部分的保護(hù)進(jìn)而使安全生產(chǎn)得到有力的保障，RP530標(biāo)準(zhǔn)的485通訊方式極大地滿足于現(xiàn)場總線監(jiān)控的需要。
四．改造優(yōu)勢
1. 啟動平滑，轉(zhuǎn)矩大，沒有沖擊電流，可實(shí)現(xiàn)重載啟動。
2. 礦區(qū)不同時段電壓波動較大，利用變頻器的自動穩(wěn)壓功能及±15%的寬電壓設(shè)計，更加適應(yīng)礦區(qū)環(huán)境的電網(wǎng)要求。
3. 真正實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的軟起動。運(yùn)用變頻器的軟起動功能，將電機(jī)的軟起動和皮帶機(jī)的軟起動合二為一，通過電機(jī)的慢速起動，帶動皮帶機(jī)緩慢起動，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機(jī)在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害。
4. 實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動時的功率平衡。
5.采用變頻器調(diào)速范圍寬，啟動時間可60-3000s可調(diào)，皮帶機(jī)的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強(qiáng)的要求，降低設(shè)備初期投資。
6. 利用變頻器的軟起動功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟起動，起動過程中對機(jī)械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部份的檢修量。
7.過流.過壓.欠壓.過載等28種保護(hù)功能，對負(fù)載得到有力保障。
8.及大控制了對有效資源的利用，節(jié)能效果非常顯著。
五．總結(jié)
變頻調(diào)速是近二十年來興起的一門新技術(shù)，它是通過改變電源頻率來實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，因其具有調(diào)速平穩(wěn)、瞬態(tài)穩(wěn)定性高、節(jié)能等特性越來越被人們所重視。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷成熟，變頻調(diào)速裝置在皮帶運(yùn)輸設(shè)備上的應(yīng)用也越。
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