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變頻器在洗煤廠皮帶機(jī)上的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2023-04-17 作者:新風(fēng)光

摘要:皮帶機(jī)是保證現(xiàn)代煤礦高產(chǎn)、高效的主要設(shè)備。新風(fēng)光FD300高性能矢量變頻器在煤礦皮帶機(jī)上的成功應(yīng)用,體現(xiàn)了其優(yōu)異的矢量控制和主從同步控制特性,對(duì)構(gòu)建節(jié)能型社會(huì)、增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都具有非?,F(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。

關(guān)鍵詞:煤礦   變頻器  皮帶機(jī)  主從控制

1. 引言

傳統(tǒng)皮帶機(jī)采用工頻運(yùn)行方式,由于電機(jī)長(zhǎng)期工頻運(yùn)行,加之液力耦合器效率等問(wèn)題,造成皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行起來(lái)非常不經(jīng)濟(jì);同時(shí)由于電機(jī)無(wú)法采用軟起、軟停,在機(jī)械上產(chǎn)生劇烈沖擊,加速機(jī)械的磨損;還有皮帶、液力耦合器的磨損和維護(hù)等問(wèn)題都會(huì)給企業(yè)帶來(lái)很大數(shù)額的費(fèi)用問(wèn)題。對(duì)煤礦企業(yè)的皮帶輸送機(jī)進(jìn)行變頻改造對(duì)節(jié)約社會(huì)能源、增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都具有非?,F(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。


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2. 皮帶機(jī)對(duì)變頻器技術(shù)要求

皮帶機(jī)又名皮帶輸送機(jī)、帶式輸送機(jī)、膠帶機(jī)、膠帶輸送機(jī),是一種廣泛應(yīng)用于礦山,化工,水泥廠的傳輸機(jī)械。

皮帶機(jī)是由驅(qū)動(dòng)裝置拉緊裝置輸送帶中部構(gòu)架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件,借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。


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皮帶機(jī)的工作原理和特點(diǎn)皮帶機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪鼓,靠摩擦牽引皮帶運(yùn)動(dòng),皮帶通過(guò)張力變形和摩擦力帶動(dòng)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)。皮帶是彈性儲(chǔ)能材料,在皮帶傳送機(jī)停止和運(yùn)行時(shí)都儲(chǔ)存有大量勢(shì)能,這就決定了皮帶傳送機(jī)在啟動(dòng)時(shí),對(duì)拖動(dòng)技術(shù)的要求越來(lái)越高,基本要求如下:

(1)控制簡(jiǎn)單,啟動(dòng)特性優(yōu)異,調(diào)速性能好,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大;

(2)節(jié)能;

(3)工作可靠,維護(hù)量小;

(4)性價(jià)比高。

 在目前的應(yīng)用中,各種啟動(dòng)方式的比較:

(1)直接啟動(dòng):其輸出轉(zhuǎn)矩大,但力的傳導(dǎo)不均,尾部反應(yīng)慢,在皮帶底部有堆積現(xiàn)象出現(xiàn)。

(2)液力耦合啟動(dòng):皮帶傳送機(jī)慢慢啟動(dòng),當(dāng)達(dá)到一定轉(zhuǎn)矩時(shí)皮帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn),而且啟動(dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象,容易造成安全隱患。

(3)軟啟動(dòng):皮帶傳送機(jī)空載時(shí)啟動(dòng)平穩(wěn),轉(zhuǎn)矩降低,沖擊減少,可延長(zhǎng)電機(jī)、膠帶機(jī)、機(jī)械系統(tǒng)的使用壽命,但重載時(shí)需突跳,對(duì)膠帶機(jī)沖擊較大。

(4)變頻調(diào)速:由于變頻裝置的調(diào)速范圍廣,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,可以在重載下緩慢啟動(dòng),啟動(dòng)安全性高,對(duì)于多電機(jī)拖動(dòng)同步性能好,在匹配物流傳感器后,可自動(dòng)根據(jù)物流大小自動(dòng)調(diào)速,一般可節(jié)約電能,并且電機(jī)功率因數(shù)有顯著提高。

3. 方案設(shè)計(jì)與說(shuō)明

本文僅以山東某煤礦洗煤廠兩臺(tái)380V/160KW電機(jī)拖動(dòng)皮帶機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)要求為例進(jìn)行說(shuō)明。客戶要求兩臺(tái)電機(jī)出力一樣,解決原工頻運(yùn)行頻繁出現(xiàn)電流不均衡問(wèn)題。


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皮帶機(jī)多機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的核心問(wèn)題是皮帶系統(tǒng)中各電機(jī)的轉(zhuǎn)速同步和轉(zhuǎn)矩平衡問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中,考慮到故障停機(jī)后需要滿載啟動(dòng)的情況,選用變頻器時(shí)首先需考慮矢量控制型變頻器。多機(jī)同步又要求變頻器具備很好的主從控制功能,對(duì)此FD300系列矢量變頻器便是其最佳選擇。該系列變頻具備以下突出性能:

A、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩:0.5Hz/150%(SVC);0 Hz/200%(VC)

B、過(guò)載能力:150%額定電流60s;180%額定電流10s

C、調(diào)速比:1:100(SVC);1:1000(VC)

D、速度控制精度:±0.5%最高速度(SVC);±0.1%最高速度(VC)

E、頻率設(shè)定方式:數(shù)字設(shè)定、模擬量設(shè)定、高速脈沖、多段速設(shè)定、UP/DOWN端子設(shè)定、Modbus遠(yuǎn)程通訊設(shè)定、Profibus通訊設(shè)定、主從方式給定、分級(jí)多段速給定;


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對(duì)于160KW雙驅(qū)皮帶機(jī),充分考慮其啟動(dòng)及運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩要求,可以為其放大一定檔位選配變頻器,選配的型號(hào)為FD200-185G/200P-4?,F(xiàn)場(chǎng)兩臺(tái)電機(jī)通過(guò)兩個(gè)滾筒帶動(dòng)皮帶拉煤,故選用兩臺(tái)相同功率    的變頻器,變頻器之間通過(guò)主從控制模式實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行。鑒于皮帶機(jī)負(fù)載連接是通過(guò)柔性連接,存在一定的延展性,主從機(jī)間可以存在一定的速度誤差,故主機(jī)采用速度,從機(jī)可以采用轉(zhuǎn)矩模式,也可以采用速度模式。

4. 使用效能


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某煤礦采用FD300變頻器驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)運(yùn)行情況良好,并體現(xiàn)了以下優(yōu)點(diǎn)::

1)速度同步,電流均衡。從機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩跟主機(jī)相同,電流相當(dāng)。從鍵盤(pán)上看電流顯示相差在5A左右。從機(jī)不會(huì)出現(xiàn)與主機(jī)速度不匹配而導(dǎo)致過(guò)壓的現(xiàn)象。

2)參數(shù)簡(jiǎn)潔。需要設(shè)置調(diào)整的參數(shù)不多,對(duì)電機(jī)參數(shù)較敏感。只要通訊正常,非常適用于一主多從模式。

3)優(yōu)異的軟起/停特性。加/減速時(shí)間(0-60min)連續(xù)可調(diào),并可實(shí)現(xiàn)S型加減速,有效降低啟停沖擊。

4)重載啟動(dòng)平穩(wěn)。皮帶機(jī)在運(yùn)煤過(guò)程中任意時(shí)刻停機(jī)再重新啟動(dòng)均無(wú)問(wèn)題,低頻運(yùn)轉(zhuǎn)最大可輸出1.5倍額定轉(zhuǎn)矩。

綜上所述,F(xiàn)D300變頻器作為煤礦皮帶機(jī)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備,以其高效、低噪聲、大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、高可靠性、良好的調(diào)速性能、免維護(hù)等優(yōu)越性在煤炭生產(chǎn)中有著廣闊的應(yīng)用前景。