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高压变频器在煤矿皮带运送体系中的使用

2014-04-11 14:32:19
  高压变频器在煤矿皮带运送体系中的使用
  The Application of High Voltage Inverters in Belt Conveyor System of Coal Mine太阳城娱乐场
  山东新风光电子科技发展有限公司 徐长海
  Xu Changhai

  744138.com本文引见了风景牌高压变频器在煤矿皮带运送体系的使用状况,对两种掌握方法的利用实例停止了具体引见。经由过程对使用结果的阐发,证实风景高压变频器在煤矿皮带运送体系中的两种掌握方法是胜利的。
  关键词:高压变频器  皮带运送体系  主从掌握
  Abstract:The article introduces the application instances of FengGuang high voltage inverter in the coal belt conveyor system,with a description of two kinds of Frequency Control System in detail. Analysis of the effect of application to prove that the scenery of High Inverter in the coal belt conveyor system in the two control methods are successful.
  Key Words: High voltage inverter   Belt conveyor system   Master-slave control
  1 弁言
  在煤矿上,运输体系次要由皮带机、刮板运送机和提拔机组成,而在数目上以皮带机为主。以往为了实现皮带的软启动,需求利用液力耦合器大概液力软启动器,这类液力传动装备保护工作量大,能耗高,在机器上发生猛烈打击,加快机器的磨损;还有皮带、液力耦合器的磨损和保护等成绩城市给企业带来很大数额的用度成绩,已愈来愈不能满意用户的要求。跟着高压变频手艺的不竭进步和完美,其使用范畴愈来愈普遍。对煤矿企业的皮带运送机停止变频革新对节省社会能源、增长煤矿企业的经济效益都具有十分理想的经济和社会意义。
  2皮带机体系根本构成
  皮带机普遍应用于矿山、冶金、煤炭等部分,是煤矿的枢纽装备,它负担着矿井高低运送松懈物料或成件物品的重担。按照运送工艺要求,能够单台运送,也可多台构成或与其他运送装备构成程度或倾斜的运送体系,以满意差别安插型式的功课线需求。以两台机电的皮带体系为例,如图1:此中(1)为两台机电在井上位置,(2)一台机电在井上,一台机电在井下。

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  皮带体系次要由以下几部门构成:
  (1)皮带机机头,是矿井的出煤口。皮带从井底拖运出来的煤颠末机头位置时,主动被抛卸到矿井煤场。
  (2)卸完煤后的空皮带颠末一个转向轮,别离经由过程1#机电拖动的自动滚筒,和2#机电拖动的从动滚筒后,皮带在颠末一个导向轮运转到井底完成一次运煤历程。
  (3)在矿井的底部,装有皮带张紧体系,其次要感化是调理皮带的松紧水平,避免皮带过松招致的两台自动轮打滑征象大概重载溜车征象,以及皮带过紧招致的皮带非常毁伤。
  (4)皮带机制动与逆止保护装置。皮带机除了变频器的庇护体系外,还有本身的一些保护措施,如油压制动体系,逆止安装等。现场的油压制动体系在两台动力滚筒上各安装了一套油压刹车体系。在泊车形态或毛病形态下,两台油压刹车处于制动形态。一般消费时,刹车片处于松开形态。皮带机的逆止安装安装在减速器的低速轴上。皮带机呈现严重毛病,其它庇护生效时,逆止安装经由过程机器力阻遏重载皮带向下溜车。
  3煤矿皮带机变频调速体系方案设计阐发
  皮带体系中凡是由1台或2台机电驱动皮带,但按照实践工况差别,也有3台以至4台机电驱动皮带的状况,如许在变频调速革新中就面对多机驱动的成绩。按照机电学道理,关于滑差0.01的机电,变频器输出频次相差0.2%时,将会招致约20%的输出转矩不平衡,在轻载时,变频器大批的输出频次不同,还会招致输出频次较低的变频器进入能量回馈形态,进而发作过压毛病。因而普通需求采纳有用的掌握手腕,均衡各机电着力。在实践使用中,按照现场工艺差别,能够挑选差别的变频掌握计划。
  3.1间接“一拖多”计划。
  此计划中,各机电定子绕组间接并联,统一由一台变频器驱动。因为仅接纳1台变频器,此计划具有本钱低,占地小的特性。
  此计划中,功率均衡尤其主要。当两台机电着力不均匀时,势必招致一台机电过载而另外一台机电欠载,严峻时会使过载的机电销毁,以至能够使变频器主回路的IGBT模块破坏变频器无法对各机电的转矩停止自力的掌握。而各机电的着力由机电参数和皮带体系参数决议。此中,影响机电功率均衡的主要因素是机电的参数差别、机电动力滚筒的直径偏差和皮带包络角差别。偏差越大,体系中机电的功率差别就越大。在没有报酬的设想不同的状况下,普通上述偏差都是消费中的加工偏差。
   机电动力滚筒的直径偏差在早期消费中会惹起机电功率偏差,但因为皮带体系的物理特性,颠末一段时间利用和磨损后,这一偏差将逐步减小。???
  关于功率较小,机电数目较少(普通不超过3台),低成本使用场合,能够挑选一拖多并联运转计划,这将大大低落变频调速体系的采购价钱。
  3.2多变频器和谐掌握计划
  关于需求自动停止各机电着力平衡掌握的场合,可采用主-从掌握计划。
  现场每台机电设置一台变频器,所有体系中的高压变频器由一台“和谐控制系统”统一和谐掌握。该和谐控制系统经由过程对各变频器反应的机电运转形态,和谐各变频器的运转指令,各变频器按照该指令对各自的机电停止自力的掌握,使各机电转速不异、着力不异。掌握历程以下:
  以其中的一台变频器为主机,其他的变频器为从机,对变频器的输出电流停止采样比力,经由过程改动从机的掌握旌旗灯号,使其始终跟从主机而变革。当从机的电流大于主机时,低落从机的给定旌旗灯号,从而使从机的输出频次减小,机电转速低落,负荷减轻,电流变小;当从机的电流小于主机时,提高从机的给定旌旗灯号,从而使从机的输出增大,机电转速降低,负荷加大,电流变大。终极使机电负荷根本分歧,电流在许可的范围内。
  4 皮带电机控体系的事情道理
  皮带机在井下其实不是零丁利用,常常是多部运送机一同事情,因而启动次第必需是前一级装备启动后,下一级装备方可启动。在前级闭锁消除后,对皮带电控体系的各部形态停止检测判定,具有起车条件后,才气启动。皮带电控体系掌握道理如图2所示。

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  (1)起车时,皮带电控起首对皮带体系传送过来的旌旗灯号停止判定,如跑偏、堆煤、纵撕、急停闭锁等,若各旌旗灯号一般才气进入下一法式;其次,按照皮带机头各传感器返回的旌旗灯号检测制动闸及各开关形态能否一般;最初,判定皮带张力能否在许可启动范围内。
  (2)当皮带机各部分都处于一般形态,具有起车条件,才会收回启动旌旗灯号。当收回起车指令后,变频器起动。操作台收回变频运转旌旗灯号,变频器按操作台给定的运转旌旗灯号输出频次和电压变革的电源,掌握机电按给定的“S”形曲线软启。
  (3)与此同时,操作台收回指令使抱闸翻开,并检测抱闸能否完整翻开。若抱闸未翻开或未完全翻开,将封闭运转旌旗灯号,同时给变频器抱闸旌旗灯号使变频器急停,避免变频器因堵转而呈现过流跳闸。
  (4)当皮带到达额定速度,电控体系及时检测皮带速度与滚筒速度,当两者速度差值超越划定值,告急泊车,并发出打滑报警旌旗灯号。
  (5)体系及时检测机电温度、减速器温度、轴承温度、皮带张力、机电电流、抱闸形态、变频形态、PROMOS形态等,当任一项目标或形态不正常时,体系告急泊车并报警。
  5“一拖多”计划使用实例
  山西康伟集团南山煤业有限公司位于沁源县城西北约32.5km,灵空山镇东南约2.5km的王庄村西,行政区划属灵空山镇统领。矿井审定生产能力90万吨/年,井田面积8.1554km2,核准开采1-11号煤层,服务年限28.7年。矿井设想接纳斜井开辟方法,综采采煤办法,局部垮落法顶板管理方法。全井田共分别为17个采区,煤层开采次第接纳下行式,即根据1号煤层、2号煤层→3号煤层→6号煤层→11号煤层次第停止开采。
  南山煤矿矿井皮带有关参数:单程皮带长度1200m,皮带宽度1m。机电50Hz工频运转时,皮带最大速度为2m/s。矿井倾斜角度180。井口有两台机电同时运转拖动皮带体系事情,两台机电铭牌参数不异。
  井口两台机电铭牌中主要参数如表1所示。

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  现场接纳一套山东新风光电子科技发展有限公司消费的JD-BP38-710P高压变频调速体系,额定电压10kV,额定电流51A,额定功率710kW,接纳“一拖二”掌握计划,主回路掌握接线如图3所示:

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  现场接纳一台710kW变频器同时拖动两台315kW机电,变频器检测2个部门的电流值:一个是变频器总的输出电流,另一个是1#机电的运转电流。如许,变频器就能够经由过程计较获得2#机电的运转电流,经由过程比力1#和2#机电的运转电流来调解变频器的输出,来均衡两台机电的功率。
  该变频器于2010年12月1日调试,模仿调试与操作台的对接旌旗灯号一般后,停止带轻载联动调试一般。12月2日,装备停止上煤停止重负荷实验时呈现1#与2#机电细微偏流征象,经由过程调解1#机电导向轮来调解皮带包络角后,2台机电输出电流根本分歧,并胜利投产运转。该装备至今没有呈现任何毛病。
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  通化矿业集团有限责任公司道清煤矿始建于1967年,地处长白山脚下、浑江之滨,位于白山市西部,与通化市交界、与道清选煤厂毗连;南北线公路、通浑铁路并肩从矿区“川”行;停止2006年底,矿区占据地质储量4580.4万吨,年生产能力75万吨。
  道清煤矿矿井皮带有关参数:单程皮带长度1200m,皮带宽度1.2m。机电50Hz工频运转时,皮带最大速度为2m/s。矿井倾斜角度25度。井口有两台机电同时运转拖动皮带体系事情,两台机电铭牌参数不异。
  井口两台机电铭牌中主要参数如表2所示。

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  现场接纳两套山东新风光电子科技发展有限公司消费的JD-BP37-450P高压变频调速体系,额定电压6kV,额定电流54A,额定功率450kW,接纳“一拖一”主从掌握计划,主回路掌握接线如图4所示。

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  关于两机驱动的皮带机变频掌握,为了有用实现机电的负载均衡掌握,高压变频调速体系相宜接纳主-从方法停止掌握。现场接纳2台450kW变频器别离掌握2台400kW高压机电,如图5所示,选用1#变频器为主变频器,2#变频器为从变频器,由操作台发给主变频器给定频次值,主从变频器之间接纳ModBus总线通讯,1#变频器作为主控,检测1#和2#机电的运转电流,收回输出转矩给定值,掌握2#从变频调速体系同步运转。

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  主控高压变频调速体系和从控高压变频调速体系均有内部旌旗灯号连锁掌握和形态、报警逻辑旌旗灯号输出,主控高压变频调速体系领受当地大概长途的“启动”、“停机”和“告急停机”指令,以及来自从控高压变频调速体系的“告急停机”指令,从控高压变频调速体系领受来自主控高压变频调速体系的“启动”和“告急停机”指令,同时领受从控高压变频调速体系当地大概长途联动的“告急停机”指令。在两台高压变频调速体系的PLC逻辑法式中停止逻辑互锁,使得两台高压变频调速体系同时启动,同时停机。
  该套体系于2010年7月12日胜利投运,至今运转一般,没有呈现任何毛病。
  7接纳高压变频器对皮带机停止驱动的优越性
  (1)真正实现皮带机软启动。经由过程机电慢速启动动员皮带机迟缓启动,将胶带内部储存的能量迟缓开释,可将运送机启停时发生的打击减至最小,险些对胶带不形成损伤;
  (2)低落胶带带强。因为变频器启动工夫能够在1~3600s内调解,皮带机启动工夫凡是在60~120s内按照现场状况设定。启动工夫耽误大大低落对带强的要求,削减装备早期投资。实践使用中,因为低落了启动打击,机器体系的消耗也随之低落,特别托辊及滚筒期限大大耽误;
  (3)实现皮带机多机电驱动时的转矩均衡。多机电驱动时接纳主从或和谐柜掌握方法,实现转矩均衡;
  (4)验带功用。低速验带功用是皮带机检验的要求。变频调速体系为无极调速的交换传动系统,在空载验带形态下可调整0~100%额定带速范围内的随便带速;
  (5)安稳的重载启动。变频器低频运转可输出2.2倍额定力矩,适于重载启动;
  (6)主动调速。变频器共同煤传播感器能够按照负载轻重主动调理胶带速度,节电的同时还削减了胶带的磨损;
  (7)节能。对应于煤矿的特别生产条件,偶然,煤的产量是极不均匀的,固然皮带机体系的运煤量也是不均匀的,在负载轻或无负载时,皮带机体系的高速运转对机器传动系统的磨损华侈较为严峻,同时电能耗损也较低速运转大很多,但因消费的需求皮带机体系又不能随时泊车,接纳零丁的控制系统对前级运输体系的载荷、本机运输体系的载荷停止别离丈量,如许可掌握变频器降速或提早升速。关于载荷不均的皮带机体系,可节省电能、低落皮带的磨损。
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  山东新风光电子科技发展有限公司消费的皮带机公用高压变频调速体系在白山道清煤矿和长治南山煤矿的胜利使用,完整能够考证风景牌高压变频调速体系能够实现皮带体系的“一拖多掌握”及“主从掌握”手艺。理论证实,操纵技术先进、成熟安全的高压变频调速体系能够片面实现高效调理现场工况,提高体系自动化水平,节省电能的目标。利用高压变频器能够大大低落现场保护量,带来可观的效益,实在呼应国度节能降耗的召唤,值得鼎力推行。

 

 

 

 

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