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变频器在矿用防爆皮带运输机上的应用
张家口变频器   2009-07-18 03:11:11 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]

皮带机是现代化煤矿高产高效的主要运输设备,皮带机的拖动技术形式多样,直接启动、调速型液力偶合器、软启动、交流变频拖动等多种形式。皮带机示意图如下:

 

 

2  皮带机示意图

煤矿井下皮带机目前对拖动技术的要求越来越高,基本要求是:

(1)控制简单,启动特性好,调速性能好,启动转距大;

(2)节能;

(3)工作可靠,维护量小;

(4)价格适中。

采用无速度传感器矢量控制(SVC)的防爆变频器能够满足用户要求,将是井下皮带机拖动的发展方向。

1、技术比较

1)直接起动,转矩大,但力的传导不均,尾部反应慢,在皮带底部有堆积现象。

2)偶合器起动,皮带机慢慢起动,当达到一定转矩时皮带开始运转,而且起动过程中出现打滑现象,造成安全隐患。

3)采用防爆软起动,皮带机空载时起动平稳,转矩降低,减少冲击,延长电机、胶带机、机械系统的使用寿命,但重载时需突跳,对胶带机冲击较大。

4)采用防爆变频器时,调速范围广,起动转矩大,可以在重载下缓慢起动,起动安全可靠,对于多电机拖动同步性能好,在匹配煤流传感器后,可自动依据煤流大小自动调速,一般可节约电能,并且电机功率因数有明显提高。

2、综合成本的比较

1)电动机+减速器直接起动初期投入费用不高,但维护费用大。

2)电动机+液力偶合器+减速器,初期投入不太高,维护费用较大。另外因设备处于回风巷内道,液力偶合器维护不好常常漏油,有很大的安全隐患。

3)软起动电动机+减速器,初期投入费用居中,维护费用相比前两种要少,能满足使用要求。

4)变频器+电动机+减速器,初期投入费用较高,维护费用最低,可调整运行速度,仅从带电一项上就可逐步收回成本。

综上所述,应用变频器是最好的一种方式。

3、变频器在皮带机拖动上的应用特点

1)优越的软起动、软停止特性。防爆变频器的起动、停止时间是任意可调(0-10min)的,也就是说起动时的加速度和停车时的减速度任意可调,同时为了平稳起动,还可匹配其具备的S型加减速时间,这样可将皮带机起停时产生的冲击减少至最小,这是其它驱动设备难以达到的。

2)验带功能。煤矿的生产运输系统多以皮带机为主,运输系统检修维护的主要工作是皮带机的检修维护,低速验带功能是皮带机检修的主要要求,变频调整系统为无极调速的交流传动系统,在空载验带状态下,变频器可调整电机工作在5%-100%额定带速范围内的任意带速。

   3)平稳的重载起动。皮带机在运煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动,必须考虑“重载起动”能力。由于变频器采用无速度传感器矢量控制方式,低频运转最大可输出1.5倍额定转矩,因此最适于“重载起动”。

4) 功率平衡。煤矿井下皮带机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动,为了保证系统内的同步性能,首先,要求位于机头的各滚筒应同步启停,在某一电机故障时能使系统停机,同时为了保证系统的运输能力,应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差,便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小,因此可以通过单独的控制系统控制各电机的电流值,通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡。英威腾CH系列特有下垂功能,可动态调整系统的功率平衡。

5)自动调速、节电效果明显。对应于煤矿的特殊生产条件,有时,煤的产量是极不均匀的,当然皮带机系统的运煤量也是不均匀的,在负载轻或无负载时,皮带机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较为严重,同时电能消耗也较低速运行大的多,但因生产的需要皮带机系统又不能随时停车,采用单独的控制系统对前级运输系统的载荷、本机运输系统的载荷进行分别测量,这样可控制变频器降速或提前升速。对于载荷不均的皮带机系统,可大大节约电能。

6)降低胶带张力。由于采用防爆变频器所产生的良好起动特性,至少可降低起动张力30%,如在初期设计选择胶带强度时可降低一个标号。在实际应用过程中,由于降低了起动冲击,皮带机机械系统的设备损耗也随之降低,尤其托辊及滚筒的寿命成几倍的延长。

7)现场应用证明,采用防爆变频器将大大提高皮带机的可靠性,降低机械系统损耗,减少运输系统的维护量,且节能明显。隔爆变频器以其特有的软启动特性,较高的性价比,将成为井下皮带机拖动的发展方向。

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