煤礦膠帶輸送機變頻調速系統技術改造.doc

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煤礦膠帶輸送機變頻調速系統技術改造 隨著煤礦生產的發(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動方式，能夠實現可調的、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，保護電網免受沖擊，減少輸送機運行過程中的功率損失，提高輸送機電控系統的穩(wěn)定性、可靠性、安全性。實際應用表明采用變頻控制系統對輸送機進行變頻調速控制可以較好的實現力矩速度控制功能，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和承載機構的一種連續(xù)動作式的運輸設備，它在礦井地面和井下運輸中得到了極其廣泛的應用。帶式輸送機要求驅動系統能夠提供可調的、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，并保護電網免受沖擊。在多臺電機驅動情況下，要求各驅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；對于大功率、高耗能、長時運轉設備還應要求具有明顯的節(jié)能效果。變頻調速控制驅動方式是一種值得嘗試推廣的新技術，通過實踐應用具有較好的使用效果。 膠帶輸送機變頻調速系統工作原理介紹 1.1交流變頻調速技術的基本原理 交流電動機變頻調速技術是在近幾十年來迅猛發(fā)展起來的電力拖動先進技術，其應用領域十分廣泛，該技術是一種以改變交流電動機的供電頻率達到交流電動機調速的目的，是利用電力半導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將工頻交流電壓變換為直流電壓，在通過逆變器轉換為頻率，可調的交流電壓作為交流電動機的驅動電源，使電動機獲得無極調速所需的電壓和電流，根據電機負載的變化實現自動、平滑的增速、減速，是一種無附加轉差損耗的高效調速方式，可以大幅度提高工作效率，減少能源空耗。現在的交流變頻調速技術是微機技術、電力電子技術和電機傳動技術的綜合應用，是強弱電混合、機電一體的綜合性技術。 1.2皮帶機變頻調速系統工作原理介紹： 皮帶機采用電控、變頻設備進行變頻調速控制。該設備包含2變頻器，一套電控系統、一個操作臺及其它皮帶機綜合保護。 1.3電控變頻設備的工作原理：該設備采用集中控制的方式，把所有皮帶機保護（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前的設備狀態(tài)、控制方式及各種保護當前狀態(tài)等。便于直觀觀察皮帶機的當前運行狀況和對設備的檢修維護。 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），鋪設長度為1000m，巷道傾角為06，使用上述膠帶輸送機變頻調速系統，主要效果如下： （1）控制電機的啟動電流 變頻調速可以在零速零電壓啟動（可以適當增加轉矩提升)，一旦頻率和電壓的關系建立，變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式，帶動負載進行工作和變頻調速，能充分降低電機電流。 （2）降低電力線路電壓波動 電壓下降將會導致同一供電網絡中的電壓敏感設備故障跳閘或工作異常，如PC機、傳感器、接近開關和接觸器等均會動作出錯，而采用變頻調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）都會產生劇烈的振動，這種振動將進一步加劇機械磨損，降低機械部件和電機的使用壽命，而變頻調速能在零速啟動并能按照控制需要進行光滑地加速，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）可調的轉矩極限 變頻調速能夠設置相應的轉矩極限來保護機械不致損壞，特別是輸送機過載時能自動停車，保護皮帶。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來進行控制而無法像變頻控制一樣設置精確的轉矩值來實現過載保護。 （5）提高了功率因素，節(jié)電效果明顯 工頻運轉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煤量按35-50HZ變速運轉，降低電能消耗，因此節(jié)電效果明顯。根據礦井電力負荷計算統計：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 皮帶機正常運轉是正向運轉，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，檢修時方便快捷。而原來的系統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高效的轉矩輸出,從而節(jié)省齒輪箱等機械傳動部件,最終構成直接變頻傳動系統，從而就能降低成本和提高穩(wěn)定性。 經運行情況表明該系統可長期可靠地應用于長距離帶式輸送機等恒轉矩負載，具有起動轉矩大，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載的軟啟動/軟停車整個動態(tài)過程，并在全過程中實現各膠帶機的驅動電機之間的功率平衡和速度同步，并提供可調驗帶速度，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備造成的危害，延長輸送機使用壽命，增加輸送系統的安全性和可靠性。 煤礦企業(yè)大功率電機很多，利用高壓變頻調速技術對煤炭企業(yè)現有設備進行技術改造，完全能實現改善工況點、提高效率、節(jié)省電能的目的。隨著科學技術的不斷進步，高壓交流電動機變頻調速技術已日趨完善，在煤礦企業(yè)技術改造和產品更新換代及在節(jié)能和實現生產過程自動化方面都取得了明顯的效果。本文介紹了變頻調速技術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值得借鑒推廣。 第 5 頁 共 5 頁