淺議變頻和脈沖調(diào)速技木在煤礦應(yīng)用

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1、淺議變頻和脈沖調(diào)速技木在煤礦應(yīng)用　　【摘要】隨著交流變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟并應(yīng)用于生產(chǎn)中，交流電機(jī)和直流電機(jī)相比具有功率大、效率高、無電刷和換向器，維護(hù)成本小的優(yōu)點(diǎn)，因此，在煤礦生產(chǎn)運(yùn)輸上廣泛使用已經(jīng)成為發(fā)展的趨勢。本文結(jié)合煤礦運(yùn)輸主要設(shè)備情況，分析了變頻及脈沖調(diào)速技木在煤礦的應(yīng)用及節(jié)能效果?！娟P(guān)鍵詞】煤礦機(jī)電運(yùn)輸變頻及脈沖技術(shù)應(yīng)用一、前言5采用串激式調(diào)速方式，啟動(dòng)沖擊大及機(jī)械傳動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)。司機(jī)控制器采用帶負(fù)荷切換，觸頭承受沖擊電流較大，易短路燒壞觸頭，增加材料消耗；調(diào)速越擋不平穩(wěn)，司機(jī)操作困難，操作檢修

2、又不便，電路保護(hù)系統(tǒng)不完善，安全性能差。煤炭企業(yè)在開采生產(chǎn)過程中是耗電大戶，其電耗成本占生產(chǎn)成本的比例很大。特別是煤礦運(yùn)輸設(shè)備，使用量大，控制方式又復(fù)雜。主運(yùn)斜巷使用的是提升絞車，主運(yùn)大巷使用的是電機(jī)車，都是串電阻調(diào)速方式，屬于不經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方式，浪費(fèi)電能量大。因此，煤礦運(yùn)輸設(shè)備的節(jié)電潛力是巨大的。節(jié)能降耗已成為煤礦降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的必由之路。利用變頻及IGBT脈沖調(diào)速技術(shù)，對(duì)煤礦現(xiàn)有運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造，提高效率、節(jié)省電費(fèi)具有重要的意義。二、變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用（一）皮帶機(jī)工作原理及變頻電機(jī)

3、控制。煤礦的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)，都廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。皮帶機(jī)設(shè)備特點(diǎn)：皮帶機(jī)輸送平穩(wěn)，物料與輸送帶沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，能夠避免對(duì)輸送物的損壞。噪音較小，適合于工作環(huán)境要求比較安靜的場合。結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)。能耗較小，使用成本低。帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、張緊、電控、保護(hù)、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。其主要部分有：輸送帶、托輥、滾筒、主電機(jī)、減速器、逆止器、抱閘系統(tǒng)、張緊裝置、導(dǎo)向輪、電控臺(tái)、皮帶保護(hù)。（二）皮帶輸送機(jī)的主要參數(shù)：一般根據(jù)物料搬運(yùn)系統(tǒng)的要求、物料裝卸地點(diǎn)的各種條件、有關(guān)的生

4、產(chǎn)工藝過程和物料的特性等來確定各主要參數(shù)。5大部分煤礦主井皮帶機(jī)使用兩臺(tái)高壓電機(jī)拖動(dòng)皮帶運(yùn)行，兩臺(tái)電機(jī)型號(hào)與參數(shù)一致，協(xié)調(diào)運(yùn)行以保證正常生產(chǎn)，同時(shí)兩臺(tái)電機(jī)也可以單獨(dú)運(yùn)行。在設(shè)備出現(xiàn)一臺(tái)故障的時(shí)候或者生產(chǎn)任務(wù)少的時(shí)候，單臺(tái)運(yùn)行也可以保證生產(chǎn)的繼續(xù)。煤礦主井皮帶機(jī)控制系統(tǒng)包括：顯示系統(tǒng)、人機(jī)操作系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、信號(hào)處理系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)可以保障現(xiàn)場技術(shù)人員清楚地了解皮帶系統(tǒng)各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況及監(jiān)視運(yùn)行設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；人機(jī)操作系統(tǒng)，可以方便技術(shù)人員安全、正確的操作皮帶系統(tǒng)的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以完成安全輸送煤炭的任

5、務(wù)；安全保護(hù)系統(tǒng)可以監(jiān)測皮帶系統(tǒng)各個(gè)部分的運(yùn)行狀態(tài)，檢測各種保護(hù)數(shù)據(jù)，完成皮帶系統(tǒng)的保護(hù)工作，保證皮帶及人員的安全、穩(wěn)定、正確運(yùn)行，主要包括溫度保護(hù)、煙霧保護(hù)、（超溫）自動(dòng)灑水裝置（保護(hù)）、防滑保護(hù)、堆煤保護(hù)、防跑偏裝置（保護(hù)）等；信號(hào)處理系統(tǒng)可以保證顯示系統(tǒng)、人機(jī)操作系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作，完成系統(tǒng)之間的通訊、連接工作，控制系統(tǒng)通過信號(hào)采集裝置或者通訊裝置，將現(xiàn)場采集的各種信號(hào)（數(shù)字量信號(hào)和模擬量信號(hào)），輸入到控制系統(tǒng)的PLC和安全保護(hù)裝置，進(jìn)行綜合采集和計(jì)算?？刂葡到y(tǒng)可以監(jiān)視和控制與皮帶系統(tǒng)相關(guān)的所有機(jī)械

6、及電氣機(jī)構(gòu)（包括高壓變頻器），實(shí)現(xiàn)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的自動(dòng)化控制?，F(xiàn)場工作人員通過操作臺(tái)工作指示燈和屏幕顯示，可以很好的監(jiān)控皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的各個(gè)機(jī)構(gòu)，在短時(shí)間內(nèi)精確了解設(shè)備的工作情況；可以方便的進(jìn)行皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、操控等操作。電機(jī)作為皮帶系統(tǒng)的動(dòng)力來源，是皮帶運(yùn)輸過程中的關(guān)鍵設(shè)備，電機(jī)需要有良好的運(yùn)動(dòng)性能，包括：良好的啟動(dòng)停止；平5穩(wěn)的運(yùn)行；持久的工作壽命；簡單方便的日常維護(hù)等。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速一般有兩種方式，變極調(diào)速和轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。變極調(diào)速是有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍窄，啟動(dòng)力距小，啟動(dòng)電流大。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速性能雖

7、有所改變，但電阻要消耗大量電能，效率低，能耗高。新興的變頻調(diào)速系統(tǒng)除了擁有高的調(diào)速性能之外，還具有高的效率和節(jié)能效果。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速特點(diǎn)：有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、低速時(shí)的特性非常軟。換擋時(shí)對(duì)機(jī)械的沖擊大、無法精確定位。無法提供反力矩、效率低、能耗大。變頻調(diào)速方式：控制變頻器輸出頻率調(diào)速特點(diǎn)：有高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、輸出特性好。無級(jí)調(diào)速、能精確定位。能提供反力矩、效率高，能耗低。三、變頻調(diào)速技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)（一）寬電網(wǎng)電壓：±20%電N電壓，可從容應(yīng)付不同的電網(wǎng)狀況。（二）軟啟動(dòng)功能，減少了設(shè)備起動(dòng)時(shí)大電流對(duì)電網(wǎng)的浪涌沖擊和機(jī)械沖擊。

8、利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，加、減速過程平滑，保護(hù)了電機(jī)，降低電機(jī)維護(hù)費(fèi)用。（三）降低電機(jī)噪音及機(jī)械震動(dòng)。低速時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩加大，運(yùn)轉(zhuǎn)更穩(wěn)定、不共振、溫升低，可延長設(shè)備使用壽命。（四）效率高，無附加轉(zhuǎn)差損耗，調(diào)速范圍大、精度高、無級(jí)調(diào)速。（五）故障率低。低故障率可節(jié)省設(shè)備檢修、維護(hù)費(fèi)用。四、改造