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烘干攪拌輸送新聞動(dòng)態(tài)
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變頻調(diào)速在帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2013-09-11 09:22 來(lái)源:未知
0、引 言
在我國(guó)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,帶式輸送機(jī)必須加設(shè)軟起動(dòng)裝置。霍州煤電集團(tuán)公司李雅莊煤礦大部分采用交流真空接觸器直接啟動(dòng),在使用中存在以下問(wèn)題:1)由于接觸器對(duì)電阻進(jìn)行分段切換,接觸器、電阻器等維護(hù)維修量大,且碳刷易損壞。大大增加了維護(hù)人員的工作強(qiáng)度和運(yùn)行成本;2)在調(diào)速過(guò)程中通常采用接觸器短接上一級(jí)或多級(jí)電阻,往往會(huì)造成接觸器的觸點(diǎn)粘在一起,從而導(dǎo)致事故發(fā)生或無(wú)法實(shí)現(xiàn)切換,嚴(yán)重影響系統(tǒng)工作的可靠性;3)運(yùn)行性能差,難以實(shí)現(xiàn)恒減速控制,啟動(dòng)和調(diào)速過(guò)程中機(jī)械沖擊大,無(wú)法實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。為此,對(duì)該電控系統(tǒng)進(jìn)行更新和技術(shù)改造。
1、帶式輸送機(jī)起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程分析
帶式輸送機(jī)在起動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中,需克服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的慣性,使輸送機(jī)由靜止?fàn)顟B(tài)逐漸加速至額定帶速運(yùn)轉(zhuǎn)或減速至停機(jī)為止。在起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)必須考慮動(dòng)負(fù)荷,并保證起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)在最不利的情況下確定的加(減)速度能保證物料與輸送帶間不打滑。
1.1起動(dòng)過(guò)程動(dòng)栽荷分析
帶式輸送機(jī)作為一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng),負(fù)載重、帶速高,在起動(dòng)和制動(dòng)的過(guò)渡過(guò)程中,輸送帶中將產(chǎn)生很大的動(dòng)張力,可能導(dǎo)致輸送帶的整體或局部滑動(dòng),引起輸送帶傳動(dòng)面及驅(qū)動(dòng)滾筒襯墊強(qiáng)烈磨損和發(fā)熱,使輸送帶與滾筒間粘著系數(shù)降低,甚至難于繼續(xù)起動(dòng)和運(yùn)行。輸送帶在動(dòng)張力的作用下,還會(huì)使其安全系數(shù)降低,張緊裝置負(fù)荷顯著增大,產(chǎn)生很大的附加位移和沖擊,甚至損壞機(jī)件。
帶式輸送機(jī)的起動(dòng)過(guò)程總體分為三個(gè)階段;初動(dòng)階段,由牽動(dòng)整條輸送帶所需的時(shí)間決定:靜阻力施加于驅(qū)動(dòng)滾筒的階段,由靜阻力從最后一個(gè)托輥組反射回驅(qū)動(dòng)滾筒所需的時(shí)間決定:以及輸送機(jī)起動(dòng)到額定速度的階段。
輸送機(jī)的起動(dòng)過(guò)程是一個(gè)不穩(wěn)定的工況,由于所采用的交流電機(jī)特性的影響,輸送帶中的動(dòng)張力往往在起動(dòng)過(guò)程中達(dá)到最大值。輸送帶是一個(gè)粘彈性體,在驅(qū)動(dòng)力的作用下會(huì)產(chǎn)生粘彈性變形,由于不穩(wěn)定而產(chǎn)生動(dòng)張力,同時(shí)輸送帶在起動(dòng)前各部分的靜阻力各不相同,是一個(gè)逐級(jí)起動(dòng)的過(guò)程。對(duì)輸送帶中的某一帶段來(lái)說(shuō),只有它兩端的拉力差大于它所受的靜阻力時(shí),才會(huì)起動(dòng)。在起動(dòng)的一瞬間,靜阻力變?yōu)閯?dòng)阻力,帶段開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。在這一過(guò)程中,由于靜阻力到動(dòng)阻力的突變,使輸送帶產(chǎn)生振動(dòng),導(dǎo)致輸送帶截面內(nèi)的動(dòng)張力上升。
帶式輸送機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中,輸送帶的張力在初張力的基礎(chǔ)上增加,驅(qū)動(dòng)裝置輸入的驅(qū)動(dòng)力作用在驅(qū)動(dòng)滾筒繞入點(diǎn)的輸送帶上,并推動(dòng)回程輸送帶。當(dāng)輸入的驅(qū)動(dòng)力突變時(shí),對(duì)輸送帶會(huì)產(chǎn)生沖擊,產(chǎn)生峰值張力,它和輸送機(jī)的長(zhǎng)度,運(yùn)行阻力,輸送帶的力學(xué)性質(zhì)等因素有關(guān)。最有效的調(diào)整辦法是通過(guò)軟起動(dòng)裝置改變驅(qū)動(dòng)裝置的機(jī)械特性,使輸入平穩(wěn)變化,以消除峰值張力。
帶式輸送機(jī)阻轉(zhuǎn)矩的大小與傳輸速度無(wú)關(guān),屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。在非穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,輸送帶除受靜張力作用之外,還受速度變化引起的附加動(dòng)張力的作用。動(dòng)張力與靜張力的疊加,引起輸送帶在驅(qū)動(dòng)滾筒處張力的平均分配,導(dǎo)致輸送機(jī)的不平穩(wěn)運(yùn)行,甚至引發(fā)輸送帶接頭的失效及滾筒及其它部件的損壞,破壞輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、技術(shù)改造
皮帶是一個(gè)彈性體,在靜止或運(yùn)行時(shí)皮帶內(nèi)貯藏了大量能量。在皮帶機(jī)起動(dòng)過(guò)程中,如果不加設(shè)軟起動(dòng)裝置,皮帶內(nèi)貯藏的能量將很快釋放出去,在皮帶上形成張力波并迅速沿著皮帶傳輸出去,過(guò)大的張力波對(duì)皮帶及皮帶機(jī)架均有極大的破壞作用。在2008年一季度在二采區(qū)一部和二部皮帶成功投用了兩套KJPT-220/1140型隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置,皮帶電機(jī)功率為2*250 kW和2*160 kW,電壓1140伏。二季度在地面302,303和304皮帶分別投用兩套ACS800-04-0260-7+P901和一套ACS800-04-0145-7+P901型號(hào)660伏電壓等級(jí)的變頻裝置,電機(jī)功率為160 KW,90kW和90 kW.三季度在401投用了ACS1013-AIO-BO-+OO型變頻裝置,電壓600 V.功率250 kW。
在電機(jī)啟動(dòng)時(shí),變頻調(diào)速軟啟動(dòng)裝置通過(guò)改變交流電頻率來(lái)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速,按系統(tǒng)調(diào)定時(shí)間勻速升至運(yùn)行速度,啟動(dòng)平穩(wěn)可靠,對(duì)整機(jī)沖擊小,可延長(zhǎng)膠帶的使用壽命、降低膠帶的強(qiáng)度等級(jí),也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部份的檢修量。無(wú)論負(fù)荷大小均可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)運(yùn)用變頻器的軟起動(dòng)功能,將電機(jī)的軟起動(dòng)和皮帶機(jī)的軟起動(dòng)合一為一,通過(guò)電機(jī)的慢速起動(dòng),帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢起動(dòng),將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放,使皮帶機(jī)在起動(dòng)過(guò)程中形成的張力波極小,幾乎對(duì)皮帶不造成損害。使用中,重載平穩(wěn)起動(dòng)效果明顯,系統(tǒng)增加了速度調(diào)整功能,可根據(jù)皮帶機(jī)煤量的大小來(lái)調(diào)節(jié)整機(jī)運(yùn)行速度。該系統(tǒng)投入實(shí)際生產(chǎn)后,整個(gè)皮帶機(jī)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的故障明顯減少,托輥及滾筒的壽命延長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡。
3、工業(yè)性試驗(yàn)
啟動(dòng)實(shí)測(cè)速度圖及分析結(jié)果如下圖1所示。分析速度圖可以看到,加速段可以分成3段:A、初始段加速比較平緩,皮帶運(yùn)輸機(jī)在10 s內(nèi)有O速,加速到0.8m/s,加速度為0.08 m/sZ。B、系統(tǒng)有一個(gè)相對(duì)比較陡的加速段,速度由0.8 m/s加速到1.78 m/s,加速時(shí)間為5s,加速度為0.196 rrl/S2.沒(méi)有超過(guò)0.2 m/sZ。C、初加速15 s后,開(kāi)始了主加速段,這段時(shí)間為32秒,速度由1.78 m/s加速到4.26 m/s,加速度為0.077 5 m/sZ。
啟動(dòng)、停車全圖如下圖2所示。整個(gè)加速過(guò)程用時(shí)47秒,平均加速度0.0906m/s2.減速施閘時(shí)間7秒。
4、項(xiàng)目的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益
項(xiàng)目使用效果和經(jīng)濟(jì)效益:1)改造裝機(jī)功率1410kW.按照每班皮帶啟動(dòng)兩次,每次啟動(dòng)3 min,減少啟動(dòng)功率損耗50%.減少空載運(yùn)行th.每班節(jié)電1 410+1 410*6*3/60=1 833度,每天計(jì)節(jié)約電費(fèi)l 833*0.52*3=2 859元,每年合計(jì)節(jié)約電費(fèi)104.4萬(wàn)元。2)與同期比事故率下降明顯,沒(méi)發(fā)生設(shè)備和供電事故,減少設(shè)備材料,配件投入68萬(wàn)元。3)皮帶接頭損壞現(xiàn)象降低明顯,少做頭60個(gè),節(jié)約人工材料20萬(wàn)。
5、結(jié)束語(yǔ)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明.采用變頻器來(lái)改造傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)電控系統(tǒng),不僅技術(shù)先進(jìn),而且能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。隔爆變頻器以其特有的軟啟動(dòng)特性,較高的性價(jià)比,大大提高了皮帶機(jī)的可靠性,降低了機(jī)械系統(tǒng)損耗,減少了運(yùn)輸系統(tǒng)的維護(hù)量,且節(jié)能明顯。
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