礦用皮帶機(jī)變頻電控系統(tǒng)在煤礦的應(yīng)用

潘勁松 千永忠

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的日趨發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，而變頻器也被廣泛的應(yīng)用在煤礦機(jī)電設(shè)備中。很多煤礦的皮帶機(jī)都通過(guò)工頻拖動(dòng)，并通過(guò)液力偶合器進(jìn)行傳動(dòng)，其具備著機(jī)械沖擊大、傳動(dòng)效率低以及啟動(dòng)電流沖擊大等弊端，容易導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)不經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)象；因?yàn)橐话氵x擇多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，難以使各電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率達(dá)到平衡；液力偶合器與皮帶出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，導(dǎo)致維護(hù)與維修的成本較高。所以在皮帶運(yùn)輸機(jī)中引入變頻控制系統(tǒng)，則可以有效的使企業(yè)生產(chǎn)成本得到降低，并使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。文章主要對(duì)變頻電控系統(tǒng)在煤礦皮帶機(jī)中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述與分析，從而使煤礦企業(yè)得到更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦；皮帶機(jī)；變頻電控系統(tǒng)；應(yīng)用

皮帶機(jī)承擔(dān)著對(duì)煤礦煤炭進(jìn)行運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)，其具備著運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)與運(yùn)輸量大等特征，皮帶機(jī)是否可以安全運(yùn)行將會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)任務(wù)的完成情況產(chǎn)生很大的影響。皮帶機(jī)傳動(dòng)形式一般為行星減速機(jī)與液力偶合器聯(lián)合使用，其具備著啟動(dòng)電流大的特征，在啟動(dòng)的過(guò)程中非常容易導(dǎo)致皮帶張力發(fā)生變化，直接影響著皮帶的使用壽命，因?yàn)槠鋵儆诙嚯姍C(jī)驅(qū)動(dòng)，難以使各電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率達(dá)到平衡。因此，應(yīng)該采取有效的措施對(duì)皮帶實(shí)施技術(shù)改造，通過(guò)變頻控制，確保皮帶機(jī)可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行，從而使煤礦企業(yè)可以獲得更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

1 皮帶機(jī)既有的控制方式與具體應(yīng)用

在某煤礦中，一直使用型號(hào)為dx3，其帶速為每秒2.5米，帶寬為1000毫米；其功率為750千瓦，設(shè)計(jì)運(yùn)輸能力為每小時(shí)700噸，電壓為660伏，輸送帶長(zhǎng)為890米。利用減速機(jī)與液力偶合器使主副滾筒得到驅(qū)動(dòng)，再利用皮帶和滾筒之間的摩擦力，促使皮帶正常的運(yùn)行。此種皮帶機(jī)具有著較低的初期投入，但是其后期維護(hù)需要很大的費(fèi)用。

皮帶機(jī)動(dòng)力來(lái)源主要是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，其高壓異步電機(jī)利用減速機(jī)帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)皮帶緊緊的圍繞著滾筒，并通過(guò)皮帶與其產(chǎn)生的摩擦力來(lái)確保皮帶順利前進(jìn)而對(duì)物品進(jìn)行輸送。很多煤礦的主井中所選擇的皮帶機(jī)往往通過(guò)兩臺(tái)高壓電機(jī)來(lái)帶動(dòng)皮帶運(yùn)行，其中兩臺(tái)高壓電機(jī)具備著相同的參數(shù)與型號(hào)，通過(guò)協(xié)調(diào)運(yùn)行而使正常生產(chǎn)得到保障，其中兩臺(tái)電機(jī)還能夠單獨(dú)運(yùn)行。如果一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，抑或者是生產(chǎn)任務(wù)較少的情況下，單臺(tái)單機(jī)運(yùn)行也能夠有效的對(duì)生產(chǎn)的繼續(xù)進(jìn)行保證。此外，應(yīng)該采取有效的措施對(duì)皮帶實(shí)施技術(shù)改造，通過(guò)變頻控制，確保皮帶機(jī)可以安全穩(wěn)定的運(yùn)行，從而使煤礦企業(yè)可以獲得更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

2 煤礦皮帶機(jī)的改造措施

皮帶機(jī)控制系統(tǒng)主要由制動(dòng)柜、變頻柜、主控臺(tái)與電源柜等組成，并把其安放在控制室中。其中主控臺(tái)選擇性能可靠與技術(shù)先進(jìn)的可編程控制器，結(jié)合多種控制組件與檢測(cè)組件確保輸送機(jī)運(yùn)行中應(yīng)有的工作狀態(tài)顯示、速度閉環(huán)控制、設(shè)備閉鎖控制以及各種安全保護(hù)得以順利的完成。相關(guān)人員通過(guò)對(duì)控制臺(tái)上的按鈕進(jìn)行操作而對(duì)皮帶機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行控制，并利用人機(jī)界面與指示燈對(duì)皮帶機(jī)運(yùn)行參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)等進(jìn)行了解。該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)主要為：首先，通過(guò)變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)調(diào)試，滿足皮帶機(jī)的調(diào)速需求以及平穩(wěn)啟動(dòng)需求，且在低速運(yùn)行的過(guò)程中，具備著較為顯著的節(jié)能作用。其次，主控臺(tái)應(yīng)實(shí)時(shí)的對(duì)輸送機(jī)速度進(jìn)行檢測(cè)，并對(duì)輸送機(jī)處于零速時(shí)出現(xiàn)的制動(dòng)器動(dòng)作進(jìn)行控制，從而防止輸送機(jī)出現(xiàn)溜車現(xiàn)象以及電機(jī)與變頻器過(guò)流。再次，速度調(diào)節(jié)為更換與檢修皮帶提供了一定的便利，而有機(jī)的與煤量的實(shí)際情況結(jié)合，則可以實(shí)現(xiàn)降頻應(yīng)用，并產(chǎn)生顯著的節(jié)能效果。最后，此電控裝置可以隨意的對(duì)皮帶的運(yùn)行速度與起動(dòng)時(shí)間等進(jìn)行設(shè)定，在一定程度上防止了直接起動(dòng)導(dǎo)致的機(jī)械沖擊。

3 變頻調(diào)速皮帶機(jī)中的具體應(yīng)用

對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)而言，同以往的調(diào)速方式進(jìn)行比較，高壓變頻器在進(jìn)行控制交流的過(guò)程中具備著很大的優(yōu)勢(shì)，其不僅可以有效的對(duì)既有電動(dòng)機(jī)調(diào)速進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)范圍較大的連續(xù)高效的調(diào)速控制，還可以使電機(jī)順利的進(jìn)行正反轉(zhuǎn)切換，確保電機(jī)高頻度的進(jìn)行起停運(yùn)轉(zhuǎn)，并實(shí)施電氣制動(dòng)。同時(shí)，還可以確保電機(jī)高速驅(qū)動(dòng)，充分的對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行適應(yīng)，并通過(guò)變頻器有效的對(duì)電動(dòng)機(jī)實(shí)施調(diào)速控制。

在煤礦中，工作面皮帶機(jī)是重要的流程中樞，如果皮帶機(jī)出現(xiàn)故障難以正常的工作，則會(huì)導(dǎo)致全礦停產(chǎn)，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)踐可知，皮帶機(jī)中應(yīng)用高壓變頻器具備著下面一些優(yōu)點(diǎn)：第一，變頻器具有自我保護(hù)功能。即過(guò)熱跳閘，過(guò)負(fù)荷跳閘，過(guò)電流跳閘，過(guò)電流限制，接地故障跳閘，過(guò)負(fù)荷預(yù)警與過(guò)電壓限制等。第二，變頻器諧波輸入低于4%。第三，變頻器側(cè)功率輸入因數(shù)不低于95%。第四，當(dāng)電機(jī)出現(xiàn)滿載現(xiàn)象時(shí)，變頻調(diào)速功率不低于96%。第五，如果分開調(diào)速系統(tǒng)，可以單獨(dú)對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。第六，變頻器具有著容易搬運(yùn)、無(wú)沖擊、啟動(dòng)平穩(wěn)以及體積小等特征。第七，皮帶運(yùn)輸機(jī)在安裝皮帶與煤量較小時(shí)則可以降速運(yùn)行，避免了滿負(fù)荷運(yùn)行的弊端。通過(guò)高壓變頻器依照具體情況實(shí)施電機(jī)調(diào)速，不僅滿足工藝需求，還可以實(shí)現(xiàn)降耗節(jié)能的最終目的。第八，完全符合煤礦電控系統(tǒng)的監(jiān)控與功能接口需求。第九，變頻器輸出力矩大于電動(dòng)機(jī)的額定力矩，則可以確保電機(jī)能輸出大于額定輸出轉(zhuǎn)矩。完全符合煤炭壓帶時(shí)啟動(dòng)能力以及較大負(fù)載變化的承受能力。第十，高壓變頻器可以對(duì)多臺(tái)電機(jī)進(jìn)行同步同軸軟啟動(dòng)以及軟停止功能。其啟動(dòng)與停止可以根據(jù)所設(shè)置的皮帶曲線來(lái)運(yùn)行。在進(jìn)行運(yùn)行的過(guò)程中，可以有效的實(shí)現(xiàn)功率平衡調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)差調(diào)節(jié)等。第十一，高壓變頻器具備著防護(hù)性、可靠性與穩(wěn)定性的特征。

4 結(jié)論

總而言之，在防爆變頻調(diào)速設(shè)備投入運(yùn)行以后，其煤礦強(qiáng)力輸送機(jī)以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)的事故顯著減少，不僅使膠帶輸送機(jī)裝置的使用壽命得到了延長(zhǎng)，還在很大程度上對(duì)生產(chǎn)安全與正常的生產(chǎn)進(jìn)行了保障，從而使煤礦企業(yè)獲得更多的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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