上海躍爾自動化科技有限公司
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國內現有大多數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濟；同時由于電機無法采用軟起軟停，在機械上產生劇烈沖擊，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帶來很大數額的費用問題。這對于現在創建環境性、節能型、友好型社會是不相符合的，對煤礦企業的皮帶輸送機進行變頻改造對節約社會能源、增加煤礦企業的經濟效益都具有非常現實的經濟意義和社會意義。
皮帶機工作原理：皮帶機通過驅動輪鼓，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該采用軟啟動的方式。國內大多數煤礦采用液力耦合器來實現皮帶機的軟啟動，在起動時調整液力耦合器的機械效率為零，使電機空載啟動。雖然有的采用了轉子串接電阻改善啟動轉矩和降壓空載啟動等方法，但電機的起動電流仍然很大，不僅會引起電網電壓的劇烈波動，還會造成電機內部機械沖擊和發熱等現象。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部油溫升高、金屬部件磨損、泄漏及效率波動等情況發生，不僅會加大維護難度和成本、污染了環境，還會使多機驅動同一皮帶時難以解決功率平均和同步問題。
變頻調速是近二十年來興起的一門新技術，它是通過改變電源頻率來實現速度的調節，因其具有調速平穩、瞬態穩定性高、節能等特性越來越被人們所重視。隨著變頻調速技術的不斷成熟，變頻調速裝置在皮帶運輸設備上的應用也越來越廣泛。我公司生產的PCS系列皮帶運輸變頻調速控制設備具有以下特點：
1）真正實現了帶式輸送機系統的軟起動。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）實現皮帶機多電機驅動時的功率平衡。應用變頻器對皮帶機進行驅動時，一般采用一拖一控制，當多電機驅動時，采用主從控制，實現功率平衡。在河南某煤礦主井皮帶為3×135KW電機驅動，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。基本實現了皮帶機多電機驅動時的功率平衡。
3）降低皮帶帶強。采用變頻器驅動之后，由于變頻器的起動時間在1s～3600s可調，通常皮帶機起動時間在60s～200s內根據現場設定，皮帶機的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強的要求，降低設備初期投資。
4）降低設備的維護量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機械的壽命轉化為電子的壽命，壽命很長，大大降低設備維護量。同時，利用變頻器的軟起動功能實現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機械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅動后，僅皮帶扣一項年節約費用就達一萬多元。
5）啟動平滑，轉矩大，沒有沖擊電流，可實現重載啟動。
6）節能。在皮帶機上采用變頻驅動后的節能效果主要體現在系統功率因數和系統效率兩個方面。
a、 提高系統功率因數
通常情況下，煤礦用電機在設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、滿速度而負載經常很小，也有部分時間空載運行。由電機設計和運行特性知道，電機只有在接近滿載時才是效率最高、功率因數最佳，輕載時降低，造成不必要的電能損失。這是因為當輕載時，定子電流有功分量很小，主要是勵磁的無功分量，因此功率因數很低。采用變頻器驅動后，在整個過程中功率因數達0.9以上，大大節省了無功功率。
b、 提高系統效率
采用變頻器驅動之后，電機與減速器之間是直接硬聯接，中間減少了液力耦合器這個環節。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接的傳動效率要低許多，因而采用變頻器驅動后，系統總的傳遞效率要比液力耦合器驅動的效率要高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壓功能，也有部份節能作用。
綜上所述，皮帶運輸機變頻控制系統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最大的轉矩輸出；
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速控制技術來改造傳統的帶式輸送機驅動系統，不僅在技術的先進性還是帶來的社會及經濟效益方面都是巨大的，隨著變頻調速技術的不斷成熟，在帶式輸送機的驅動上變頻器將占主導地位。
使用變頻調速技術，對平頂山某洗煤廠的皮帶機、煤漿泵等負載進行變頻改造，設計方案如下：
某洗煤廠160KW皮帶機，采用直接起動，啟動時皮帶損傷嚴重，輸煤量大大超過工藝規定，建議進行變頻改造。系統設計采用日本富士FRN5000G11-200KW變頻器，外形尺寸1000×680×360mm，柜體采用GGD2200×1000×600mm，變頻主回路設有HD13-600A刀開關、MB30-800A空氣開關，為保護變頻器功率模塊，主回路設置FCS3.4-1400A快速熔斷器。在皮帶現場設置現場操作箱，顯示變頻器頻率、設備運行電流、現場調速電位器等。
另外該洗煤廠還有一臺110KW煤漿提升加壓泵，由于設計缺陷，不能調速調負荷運行，煤漿池經常抽干，供應量較大。系統改造要求：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，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，防止漿泵干磨。為此，可采用FRN5000G11-110KW富士變頻器，采用西門子LOGO可編程控制，煤漿池內設置HYD-5m煤漿液位開關，實現缺液保護和煤漿抽凈液位控制。目前系統正在安裝調試，具體運行情況另行報告。
擁有一支技術力量雄厚的研發團隊，對煤礦自動化工程有多年的設計經驗，已推出的工程有：礦井皮帶機電控系統、礦用絞車變頻電控系統、礦井泵房監控系統、壓風機控制系統、乳化液泵控制系統、地面洗煤廠監控系統、選煤廠集控系統、地面自動裝車系統、電力監控系統、礦井綜合自動化監控系統、人員定位系統等。同時在防爆電器產品中，也有卓越的成績，攜手多個民用權威公司，打造出多款礦用專用型產品。已推出產品方案：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、防爆饋電開關方案、礦用組合開關方案、礦用高壓軟啟動方案、礦用雙電源風機切換裝置、防爆移動變壓器方案等高新技術產品。
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）
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