4 變頻調速裝置在膠帶機中應用選型
4.1 煤礦作業環境
由於礦區井下環境空氣潮濕、可開展空間狹小,且空氣中存在瓦斯、粉塵等具有危險隱患的易燃易爆物,根據國家對礦區生產作業提出的安全規定,煤礦井下用於開采、挖掘、運輸等電氣裝置及其輔助性設備,需具備防爆及安全作業等性能;另外,需對作業現場的電氣爬電、散熱控製等進行充分地了解。若使用水冷方式冷卻,需兼顧到變頻裝置對水質的要求,從而避免因水質差而影響變頻裝置的散熱性能。
4.2 變頻器的防護等級
在選擇使用變頻裝置時,需考慮到其防護等級與現場作業環境的適用性問題,若選擇不當,則礦區中的煤塵、煤粉及水汽等將會影響其使用,並導致故障問題的頻繁發生。變頻器的防護等級主要有IP00、IP20、IP54等,在實際使用時應重合結合現場作業環境,一般而言,礦用變頻裝置的防護等級需至少在IP54以上。
4.3 變頻器的容量選擇
使用變頻器控製異步電機的轉速時,變頻器的容量選擇通常依據異步電機的額定電流或工作電流值作為選擇的參考值。因考慮到膠帶輸送機啟動較為頻繁且所帶負載等慣性較大等因素,其在啟動時會出現振蕩,且異步電機在進行減速動作時,會有能量的回饋作用。為確保變頻器的安全、穩定性運行,且延長其使用壽命,應選擇使用容量值較大的變頻裝置加快啟動時間,減少振蕩及電能回饋問題的發生;此外,在進行變頻裝置的選擇時,應盡量將規格相同的膠帶輸送機配備統一的變頻器,從而方便備用、替代器件的采購,同時便於後期的維修工作。
4.4 應用示例
神東公司大柳塔煤礦井下大巷8700米膠帶輸送機采用變頻調速技術,很好地解決了膠帶輸送機軟啟動控製,使用7台1000kW交流異步電動機變頻控製器,其中1台為主控單元,其餘6台為下位機,並在CAN總線的通信下實現主從機對膠帶的拖動控製。
在皮帶頭部分使用4台變頻器,並編號為1-4,中間部分則使用3台變頻器裝置,編號為5-7。這7台變頻裝置形成總線網絡結構,並利用控製台控製處於皮帶頭中的1號變頻器裝置(可設任一台為主機),而剩餘6個從機在主機的命令下動作,從而實現動態功率平衡及對皮帶的加減速、停機、張緊動作。因在控製過程中,各從機均統一接收主機命令,自動調整本身輸出狀態,實現了整條皮帶的穩定運行。經過2年多的運行,設備運行可靠穩定。
5 結語
使用變頻技術對膠帶輸送機的運動進行控製後,可彌補膠帶機自啟動造成的不足,並實現在多個速度間的平滑調整。通過實踐證明,相比與其他控製係統而言,變頻調速控製不僅可降低膠帶在啟動中的張力波衝擊,延長其工作壽命,而且可根據膠帶輸送機所帶負載信息自動調整輸出頻率及力矩的變化,從而打破傳統的工頻勻速運行狀態,提高對電能的有效利用率。從另一方麵講,變頻控製技術屬於節能型技術應用,因而,在煤礦膠帶輸送機中使用變頻技術,可實現經濟及社會效益的雙贏,對建設節約型社會也有極大的幫助。
參考文獻
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作者簡介:孫學政,山東單縣人,神華神東煤炭集團有限公司大柳塔煤礦電氣工程師,研究方向:煤礦供電與電氣控製。