上海躍爾自動化科技有限公司
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國內(nèi)現(xiàn)有大多數(shù)煤礦的皮帶輸送機一般都采用工頻拖動，較少使用變頻器驅(qū)動。由于電機長期工頻運行加之液力耦合器效率等問題，造成皮帶運輸機運行起來非常不經(jīng)濟；同時由于電機無法采用軟起軟停，在機械上產(chǎn)生劇烈沖擊，加速機械的磨損；還有皮帶、液力耦合器的磨損和維護等問題都會給企業(yè)帶來很大數(shù)額的費用問題。這對于現(xiàn)在創(chuàng)建環(huán)境性、節(jié)能型、友好型社會是不相符合的，對煤礦企業(yè)的皮帶輸送機進行變頻改造對節(jié)約社會能源、增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益都具有非常現(xiàn)實的經(jīng)濟意義和社會意義。
皮帶機工作原理：皮帶機通過驅(qū)動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運動，皮帶通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動。皮帶是彈性儲能材料，在皮帶機停止和運行時都儲存有大量勢能，這就決定了皮帶機的啟動時應(yīng)該采用軟啟動的方式。國內(nèi)大多數(shù)煤礦采用液力耦合器來實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，在起動時調(diào)整液力耦合器的機械效率為零，使電機空載啟動。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，還會造成電機內(nèi)部機械沖擊和發(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，不僅會加大維護難度和成本、污染了環(huán)境，還會使多機驅(qū)動同一皮帶時難以解決功率平均和同步問題。
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)速裝置在皮帶運輸設(shè)備上的應(yīng)用也越來越廣泛。我公司生產(chǎn)的PCS系列皮帶運輸變頻調(diào)速控制設(shè)備具有以下特點：
1）真正實現(xiàn)了帶式輸送機系統(tǒng)的軟起動。運用變頻器的軟起動功能，將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一，通過電機的慢速起動，帶動皮帶機緩慢起動，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害。
2）實現(xiàn)皮帶機多電機驅(qū)動時的功率平衡。應(yīng)用變頻器對皮帶機進行驅(qū)動時，一般采用一拖一控制，當(dāng)多電機驅(qū)動時，采用主從控制，實現(xiàn)功率平衡。在河南某煤礦主井皮帶為3×135KW電機驅(qū)動，采用主從控制后，輕載時主從電機電流相差5A左右，滿載時相差2A左右。基本實現(xiàn)了皮帶機多電機驅(qū)動時的功率平衡。
3）降低皮帶帶強。采用變頻器驅(qū)動之后，由于變頻器的起動時間在1s～3600s可調(diào)，通常皮帶機起動時間在60s～200s內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)定，皮帶機的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強的要求，降低設(shè)備初期投資。
4）降低設(shè)備的維護量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長，大大降低設(shè)備維護量。同時，利用變頻器的軟起動功能實現(xiàn)帶式輸送機的軟起動，起動過程中對機械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機系統(tǒng)機械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅(qū)動后，僅皮帶扣一項年節(jié)約費用就達一萬多元。
5）啟動平滑，轉(zhuǎn)矩大，沒有沖擊電流，可實現(xiàn)重載啟動。
6）節(jié)能。在皮帶機上采用變頻驅(qū)動后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個方面。
a、 提高系統(tǒng)功率因數(shù)
通常情況下，煤礦用電機在設(shè)計過程中放的裕量比較大，工作時絕大部分不能滿載運行，電機工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載經(jīng)常很小，也有部分時間空載運行。由電機設(shè)計和運行特性知道，電機只有在接近滿載時才是效率最高、功率因數(shù)最佳，輕載時降低，造成不必要的電能損失。這是因為當(dāng)輕載時，定子電流有功分量很小，主要是勵磁的無功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅(qū)動后，在整個過程中功率因數(shù)達0.9以上，大大節(jié)省了無功功率。
b、 提高系統(tǒng)效率
采用變頻器驅(qū)動之后，電機與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力耦合器這個環(huán)節(jié)。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的，且主要是通過液體來傳動，液體的傳動效率比直接硬聯(lián)接的傳動效率要低許多，因而采用變頻器驅(qū)動后，系統(tǒng)總的傳遞效率要比液力耦合器驅(qū)動的效率要高5%～10%。
另外，礦井通常離變電站距離較遠，不同時段電壓波動較大，利用變頻器的自動穩(wěn)壓功能，也有部份節(jié)能作用。
綜上所述，皮帶運輸機變頻控制系統(tǒng)可對運輸皮帶進行過程、邏輯控制；
解決電機同軸出力不平衡的問題；
在較低速度時可實現(xiàn)最大的轉(zhuǎn)矩輸出；
具有完善的檢測及保護特性：機械、光電雙重堆料檢測；冗余的速度檢測；壓力突變檢測；煙霧、干濕、溫度檢測；皮帶打滑檢測；皮帶跑偏檢測；縱向撕裂保護；輸送帶張力下降保護；電機綜合故障保護。
綜上所述，采用PCS系列皮帶運輸變頻調(diào)速控制技術(shù)來改造傳統(tǒng)的帶式輸送機驅(qū)動系統(tǒng)，不僅在技術(shù)的先進性還是帶來的社會及經(jīng)濟效益方面都是巨大的，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷成熟，在帶式輸送機的驅(qū)動上變頻器將占主導(dǎo)地位。
使用變頻調(diào)速技術(shù)，對平頂山某洗煤廠的皮帶機、煤漿泵等負(fù)載進行變頻改造，設(shè)計方案如下：
某洗煤廠160KW皮帶機，采用直接起動，啟動時皮帶損傷嚴(yán)重，輸煤量大大超過工藝規(guī)定，建議進行變頻改造。系統(tǒng)設(shè)計采用日本富士FRN5000G11-200KW變頻器，外形尺寸1000×680×360mm，柜體采用GGD2200×1000×600mm，變頻主回路設(shè)有HD13-600A刀開關(guān)、MB30-800A空氣開關(guān)，為保護變頻器功率模塊，主回路設(shè)置FCS3.4-1400A快速熔斷器。在皮帶現(xiàn)場設(shè)置現(xiàn)場操作箱，顯示變頻器頻率、設(shè)備運行電流、現(xiàn)場調(diào)速電位器等。
另外該洗煤廠還有一臺110KW煤漿提升加壓泵，由于設(shè)計缺陷，不能調(diào)速調(diào)負(fù)荷運行，煤漿池經(jīng)常抽干，供應(yīng)量較大。系統(tǒng)改造要求：煤漿泵泵入旋流器中、要求進入旋流器的沒將壓力近似恒定，煤漿提升（輸送）流量可調(diào)，工藝停機時煤漿池的煤漿盡量抽干（否則，煤漿堵塞煤漿泵，下次啟動時非常困難）。要有煤漿泵缺液保護，防止?jié){泵干磨。為此，可采用FRN5000G11-110KW富士變頻器，采用西門子LOGO可編程控制，煤漿池內(nèi)設(shè)置HYD-5m煤漿液位開關(guān)，實現(xiàn)缺液保護和煤漿抽凈液位控制。目前系統(tǒng)正在安裝調(diào)試，具體運行情況另行報告。
擁有一支技術(shù)力量雄厚的研發(fā)團隊，對煤礦自動化工程有多年的設(shè)計經(jīng)驗，已推出的工程有：礦井皮帶機電控系統(tǒng)、礦用絞車變頻電控系統(tǒng)、礦井泵房監(jiān)控系統(tǒng)、壓風(fēng)機控制系統(tǒng)、乳化液泵控制系統(tǒng)、地面洗煤廠監(jiān)控系統(tǒng)、選煤廠集控系統(tǒng)、地面自動裝車系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、礦井綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)等。同時在防爆電器產(chǎn)品中，也有卓越的成績，攜手多個民用權(quán)威公司，打造出多款礦用專用型產(chǎn)品。已推出產(chǎn)品方案：防爆變頻器方案、隔爆兼本安型可編程控制箱方案、隔爆磁力啟器方案、防爆饋電開關(guān)方案、礦用組合開關(guān)方案、礦用高壓軟啟動方案、礦用雙電源風(fēng)機切換裝置、防爆移動變壓器方案等高新技術(shù)產(chǎn)品。
庫新推出：礦用PLC（和利時）、礦用變頻器（意科、普傳）、礦井綜合自動化（騰控）
