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英威腾高压变频器在越南某煤矿皮带机上的应用
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摘   要:采用高压变频器驱动带式输送机,是矿井提高皮带寿命、安全可靠性的重要手段。本文通过对液力耦合器与变频器在皮带机应用的比较,结合越南某煤矿的皮带变频改造现场,介绍皮带机系统变频改造相关技术,以及高压变频器在皮带机系统上的应用情况。

关键词:皮带机 Goodrive5000高压变频器 矢量技术 主从控制 功率均衡

1.引言

皮带机在煤矿的使用非常普遍。皮带机上的皮带是一个弹性体,因此,《煤矿安全规程》规定,大功率皮带机必须加设软启动装置。目前煤矿采用的软启动装置绝大部分是液力耦合器。还有使用CsST的(集变速箱,耦合器,电液控制为一体)。液力耦合器(液耦)虽然能部分解决皮带机的软启动问题,但还是存在维护工作量大,能耗高,对皮带强度要求高等弊端。随着高压变频技术的不断进步和完善,已经逐步取代传统液耦的位置。

2.皮带机工作原理和特点

皮带机通过驱动轮鼓,靠摩擦牵引皮带运动,皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动,皮带是弹性储能材料,在皮带机停止和运行时都储存有大量势能,这就决定了皮带机的启动应该采用软启动的方式。目前煤矿采用的软启动装置绝大部分是液力耦合器,通过市场调查和用户的反馈,液力耦合器在驱动皮带机时的种种弊端已暴露无遗,液力耦合器正逐步的被高压变频器所取代。

3.液力耦合器与变频器驱动皮带机的优劣点

3.1传统液耦存在的弊端

采用液耦,电动机必须先空载启动。工频启动时,启动电流很大,为电动机额定电流的4~7倍。启动瞬间电流会在启动过程中产生冲击,引起电动机内部机械应力和热应力发生变化,对机械部分造成严重磨损甚至损坏。同时还将引起电网电压的下降,影响到电网内其他设备的正常运行,因此,大容量的皮带机还必须附加电动机软启动设备。如:水电阻;

液耦长时间工作时会引起液体温度升高,熔化金合塞,还会引起漏液,增大维护工作量,污染环境;

采用液耦时皮带机的加载时间较短,容易引起皮带张力变化,因此对皮带带强度要求较高;

一般的皮带机都是长距离大运量,通常都是多电机驱动,采用液耦驱动很难解决多电机驱动时的功率平衡问题。

3.2采用高压变频器对皮带机进行驱动的优势

真正实现皮带机软启动

--通过电机慢速启动带动皮带机缓慢启动,将胶带内部贮存的能量缓慢释放,可将输送机启停时产生的冲击减至最小,几乎对胶带不造成损害;

 降低胶带带强

--由于变频器启动时间可以在1~3600s内调整,皮带机启动时间通常在60~200s内根据现场情况设定。启动时间延长大大降低对带强的要求,减少设备初期投资。实际应用中,由于降低了启动冲击,机械系统的损耗也随之降低,尤其托辊及滚筒寿命大大延长;

实现皮带机多电机驱动时的转矩平衡

--应用变频器对皮带机驱动时可以采用一拖一控制,多电机驱动时采用主从或协调柜控制方式,实现转矩平衡;

验带功能

--低速验带功能是皮带机检修的要求。变频调速系统为无极调速的交流传动系统,在空载验带状态下可调整0~100%额定带速范围内的任意带速;

平稳的重载启动

--变频器低频运转可输出2.2倍额定力矩,适于重载启动;

自动调速

--变频器配合煤流传感器可以根据负载轻重自动调节胶带速度,节电的同时还减少了胶带的磨损;

节能

--对应于煤矿的特殊生产条件,有时,煤的产量是极不均匀的,当然皮带机系统的运煤量也是不均匀的,在负载轻或无负载时,皮带机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较为严重,同时电能消耗也较低速运行大的多,但因生产的需要皮带机系统又不能随时停车,采用单独的控制系统对前级运输系统的载荷、本机运输系统的载荷进行分别测量,这样可控制变频器降速或提前升速。对于载荷不均的皮带机系统,可节约电能、降低皮带的磨损。

4.用户现场介绍

越南该煤矿位于越南广宁省,隶属于越南政府企业,该煤矿皮带机参数如下表:

 煤矿皮带机参数

 现场图片如下:

 现场图片

现场图片

电机和齿轮减速器(减速比1:50)

电机和齿轮减速器(减速比1:50)

 滚筒

滚筒

 英威腾高压变频器

英威腾高压变频器

 出煤图

出煤图

5.结束语

皮带机的驱动系统采用英威腾生产的GD5000系列高压变频器,不但提高了生产效率和系统的综合可靠性,降低了能耗,而且达到了现场安装方便、运行性能安全良好的效果。实践证明,利用技术先进、成熟安全的高压变频调速系统可以全面实现高效调节现场工况,提高系统自动化程度,节约电能的目的。使用高压变频器可以大大降低现场维护量,带来可观的效益,切实响应国家节能降耗的号召,值得大力推广。
 

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