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      煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中變頻調(diào)速的應(yīng)用

      2021-12-15 03:12:24王新勝
      科技研究·理論版 2021年19期
      關(guān)鍵詞:變頻調(diào)速運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)用

      王新勝

      摘 要:變頻調(diào)速技術(shù),具體來(lái)說(shuō)便是優(yōu)化交流電電動(dòng)機(jī),使得調(diào)速的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。變頻調(diào)速有一定的環(huán)保性,不會(huì)消耗大量的能源資源,且調(diào)速較為簡(jiǎn)單,故障發(fā)生率低。所以,該項(xiàng)的技術(shù)的應(yīng)用,在煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。煤礦企業(yè)針對(duì)不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié),都會(huì)使用相應(yīng)功率的電動(dòng)機(jī),其類(lèi)型包括提升機(jī)、各類(lèi)型運(yùn)輸機(jī)、掘進(jìn)設(shè)備和采煤設(shè)備等。其中,提升機(jī)對(duì)于變頻調(diào)速的應(yīng)用十分關(guān)鍵,是保障運(yùn)輸過(guò)程的關(guān)鍵原件。現(xiàn)在,因?yàn)榭萍剂α康倪M(jìn)步,變頻調(diào)速技術(shù)更加成熟,所以起到的價(jià)值作用更加突出。

      關(guān)鍵詞:煤礦主皮帶;運(yùn)輸系統(tǒng);變頻調(diào)速;應(yīng)用

      1 變頻調(diào)節(jié)技術(shù)原理和優(yōu)勢(shì)

      當(dāng)變頻調(diào)速的數(shù)據(jù)變化并不大時(shí),電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)和電源功率成正比,如果在這過(guò)程中均勻的改變電動(dòng)機(jī)電源頻率,就能夠?qū)崿F(xiàn)電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行,變頻調(diào)速主要就是通過(guò)相應(yīng)的零件來(lái)讓固定的電流頻率轉(zhuǎn)化為可以調(diào)節(jié)的電流裝置。我國(guó)大多數(shù)煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)所采用的都是電氣傳動(dòng)系統(tǒng), 這種系統(tǒng)主要是通過(guò)切換電機(jī)轉(zhuǎn)子新式來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的,而且調(diào)速的方法相比來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)單,但是卻無(wú)法有效達(dá)到理想的調(diào)速性能,還會(huì)在一定程度上消耗電能,在電機(jī)轉(zhuǎn)子電阻上無(wú)法充分的發(fā)揮能源的價(jià)值[1]。變頻調(diào)速本身屬于無(wú)極調(diào)速,并不需要過(guò)多的復(fù)雜操作,而且能夠使得運(yùn)輸系統(tǒng)更加穩(wěn)定,保證系統(tǒng)的安全,不需要消耗過(guò)多的電能,節(jié)省能源的使用,有利于煤礦企業(yè)的環(huán)保發(fā)展。在啟動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的電流較小,不會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響,能夠很好的保護(hù)電機(jī)設(shè)備。所以,變頻調(diào)速逐漸成為當(dāng)前煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[1]。

      2 變頻調(diào)速與液力耦合器對(duì)比分析

      皮帶運(yùn)輸機(jī)不同于其他形式的運(yùn)輸設(shè)備,皮帶具有一定的彈性,在靜止、運(yùn)行過(guò)程中均蘊(yùn)含有一定的能量。在皮帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中,硬啟動(dòng)會(huì)造成皮帶瞬間拉伸,形成的瞬間張力波沿皮帶傳輸,容易造成機(jī)電設(shè)備損壞和皮帶機(jī)架傾倒變形等,因此《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定皮帶運(yùn)輸機(jī)必須設(shè)置軟啟動(dòng)。資料顯示,國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤礦企業(yè)皮帶運(yùn)輸機(jī)軟起裝置選用的是液力耦合器,液力耦合器盡管能夠?qū)崿F(xiàn)皮帶的平穩(wěn)啟動(dòng),但其和變頻調(diào)速相比具有明顯的劣勢(shì)。

      2.1 啟動(dòng)性能分析

      皮帶運(yùn)輸機(jī)啟動(dòng)時(shí)帶有一定的負(fù)荷,在啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電流沖擊, 對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)和供電系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響,時(shí)間久了還會(huì)造成電動(dòng)機(jī)損耗、絕緣老化等問(wèn)題。采用液力耦合器雖然能夠降低皮帶啟動(dòng)速度,但是并不能改善啟動(dòng)電流,啟動(dòng)電流是額定電流的4~8倍,啟動(dòng)瞬間會(huì)造成電動(dòng)機(jī)內(nèi)部熱應(yīng)力急劇改變,造成電動(dòng)機(jī)內(nèi)部機(jī)械磨損。另外,啟動(dòng)電流的增大會(huì)一定程度的降低供電電壓,影響其他設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。采用變頻調(diào)速則可有效避免這些問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)平穩(wěn)軟啟動(dòng),且啟動(dòng)過(guò)程可控,對(duì)電動(dòng)機(jī)無(wú)機(jī)械沖擊作用,同時(shí)還能一定程度的降低用電配備容量[2]。

      2.2 調(diào)節(jié)控制和運(yùn)行狀態(tài)

      液力耦合器對(duì)于指令的響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng),而且調(diào)速精度并不高,無(wú)法有效的達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),變頻調(diào)速就能夠更加準(zhǔn)確的進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié),能夠根據(jù)相關(guān)的需求調(diào)節(jié)時(shí)間,更好的實(shí)現(xiàn)可控調(diào)節(jié)速度。液力耦合器本身的結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單,但是無(wú)法保證管理效果,在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,常會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高現(xiàn)象,對(duì)于后期維修來(lái)說(shuō)影響較大,如果在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,就必須要立刻停止運(yùn)行,這樣就會(huì)在一定程度上影響生產(chǎn)效率。變頻調(diào)節(jié)自身的運(yùn)行較為穩(wěn)定,并不需要過(guò)多的維修量,而且對(duì)于生產(chǎn)環(huán)境也沒(méi)有過(guò)多的要求。

      2.3 節(jié)能效果比較

      變頻調(diào)節(jié)有著理想的節(jié)能性,這是因?yàn)樵谑褂迷O(shè)備時(shí),輸出功率并不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響,即使在較低的輸出功率環(huán)境下,也可以有非常高的工作效率。但是液力耦合器在工作時(shí)會(huì)依照電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)展工作內(nèi)容,如果降低轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,便會(huì)減少工作效率。所以經(jīng)過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),變頻調(diào)速可以對(duì)大量的能源資源進(jìn)行節(jié)約,幫助企業(yè)提升經(jīng)濟(jì)收益。

      3 變頻調(diào)速在煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中中的應(yīng)用

      根據(jù)某礦場(chǎng)使用的變頻調(diào)速系統(tǒng)來(lái)看,所配備的是輸出電壓為6.6KV 的變頻器,這種變頻器與電動(dòng)機(jī)之間的距離在700m左右,自身的額定電壓在6KV。在煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)上安裝功率為1600KW電動(dòng)機(jī),數(shù)量為3臺(tái),在這其中有兩臺(tái)為同軸聯(lián)結(jié),還有一臺(tái)就近安裝,還配備一套合適的PLC控制系統(tǒng),采用一拖一方的方式進(jìn)行運(yùn)行,為了能夠保證變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定,需要讓電動(dòng)機(jī)速度保持一致,確保皮帶能夠穩(wěn)定啟動(dòng),在應(yīng)用變頻調(diào)速后,能夠了解到有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。首先,就是能夠節(jié)省能源,每一年能夠節(jié)省下來(lái)的電費(fèi)金額都很大。其次,變頻調(diào)節(jié)設(shè)備性能非常穩(wěn)定,輸出、輸入功率較為穩(wěn)定,屬于高精度驅(qū)動(dòng)。自身設(shè)備體積較小,安裝更加方便,配置簡(jiǎn)單,能夠保證管理效率。最后,對(duì)于電網(wǎng)的波動(dòng)適應(yīng)性較強(qiáng),即使在運(yùn)行過(guò)程中,電壓有所降低,變頻設(shè)備也能夠正常工作。

      4 變頻調(diào)速應(yīng)用在煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的措施分析

      煤礦應(yīng)用變頻調(diào)速系統(tǒng),對(duì)6.6kV的變頻器輸出電壓進(jìn)行配置,該變頻器與電動(dòng)機(jī)有著700m左右的距離,本身額定電壓為6kV。此外,在主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)當(dāng)中,會(huì)對(duì)1600kW功率的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行安裝,數(shù)量為三臺(tái),有兩臺(tái)屬于同軸聯(lián)結(jié),另一臺(tái)需要就近安裝。同時(shí),還會(huì)對(duì)相符合的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行配置,應(yīng)用“一拖一方”的形式開(kāi)展運(yùn)行工作。為了對(duì)變頻器運(yùn)行的穩(wěn)定性給予保障,將其一致于電動(dòng)機(jī)的速度,可使皮帶的啟動(dòng)更加平穩(wěn)。

      在對(duì)變頻調(diào)速應(yīng)用之后發(fā)現(xiàn)該系技術(shù)的優(yōu)勢(shì)包括:其一,可以幫助企業(yè)對(duì)大量的資源能源進(jìn)行節(jié)約,每一年都會(huì)節(jié)省大量的資金額度;其二, 變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的運(yùn)行穩(wěn)定性非常強(qiáng),無(wú)論是輸出功率還是輸入功率都十分穩(wěn)定,為高精度驅(qū)動(dòng),且設(shè)備沒(méi)有較大的體積,安裝時(shí)也不復(fù)雜,配置較為簡(jiǎn)單,可對(duì)管理效率充分的保障;其三,針對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)有極強(qiáng)的適應(yīng)性,即便在運(yùn)行時(shí)降低電壓,也能保證正常的工作運(yùn)行[3]。

      5 變頻調(diào)速技術(shù)未來(lái)發(fā)展

      根據(jù)我國(guó)相關(guān)規(guī)定可以看出,我國(guó)發(fā)電量有60%以上都浪費(fèi)在電動(dòng)機(jī)上,也就是電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中浪費(fèi)的資源非常大,不僅無(wú)法保證資源的有效使用,還會(huì)影響我國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展,使用變頻調(diào)節(jié)設(shè)備就能夠很好的節(jié)省電能的使用,減少電量的浪費(fèi),不管是新建項(xiàng)目還是改造項(xiàng)目來(lái)說(shuō),變頻調(diào)節(jié)設(shè)備的使用都具有非常重要的意義[4]。

      在使用電動(dòng)機(jī)過(guò)程中,因?yàn)闀?huì)考慮到電量、電機(jī)型號(hào)負(fù)荷能力等等多個(gè)方面,所設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)常常處于低效運(yùn)行狀態(tài),在低效運(yùn)行狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)會(huì)影響拖動(dòng)系統(tǒng)的工作效率。在電動(dòng)機(jī)中可以應(yīng)用變頻調(diào)節(jié)設(shè)備,在這過(guò)程中可以分為節(jié)能、工藝、牽引等類(lèi)型,不管是哪一種類(lèi)型,都能夠提高節(jié)能效率。

      結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,煤礦企業(yè)在每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都會(huì)運(yùn)用到不同功率的電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型有提升機(jī),不同類(lèi)型的運(yùn)輸機(jī)、采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)等等。在這過(guò)程中提升機(jī)中使用變頻調(diào)速最為重要,提升機(jī)是煤礦運(yùn)輸過(guò)程中非常重要的原件。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,變頻調(diào)速越來(lái)越穩(wěn)定、技術(shù)越來(lái)越成熟,在煤礦企業(yè)中得到廣泛認(rèn)可。

      參考文獻(xiàn):

      [1] 郭忠彬.煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中變頻調(diào)速的應(yīng)用[J].石化技術(shù),2019,v.26 (11):395+397.

      [2] 何平.變頻調(diào)速在煤礦主皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].河北化工,2017,040(007): 135-136,139.

      [3] 楊德智.淺析高壓交流變頻調(diào)速技術(shù)在煤礦主運(yùn)輸皮帶系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技,2010.

      [4] 韓小公.高壓變頻器在煤礦皮帶輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].當(dāng)代化工研究,2019,000(005):89-90.

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