煤矿带式输送机启动控制方式,关于免费输送机论文范文在这里免费下载与阅读,为您的输送机相关论文写作提供资料。
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摘 要：对井下长距离、大运量、多滚筒驱动的带式输送机的启动控制方式进行了分析,在比较调压式软启动器、液力耦合器、CST可控软启动器等常见带式输送机启动器的基础上,提出使用高压变频器对皮带机实现变频起动、自动调速及控制,可显著节约电能,降低胶带输送机系统的设备损耗,延长皮带使用寿命.对高压变频器提出使用中心点钳位型三电平逆变器,可使输出电压波形更接近正弦波,谐波失真更小,使带式输送机的启动控制更加平滑.
关键词：带式输送机；软启动器；高压变频器；三电平
中图分类号：TD712.5 文献标识码：A
文章编号：1672-1098（2012）03-0046-04
随着煤矿生产技术的不断发展,装备自动化水平的不断提高,煤炭产量也大幅增长,长距离、大运量、多滚筒驱动的带式输送机在煤炭运输系统中的应用日益广泛,是现代化煤矿高产高效的主要运输设备之一,如何解决煤矿皮带机系统传动效率低、起动电流大,对电网冲击及机械设备冲击大、功率不平衡、维护成本高等问题,是带式输送机系统设计中必须考虑的问题,而矿井生产条件的特殊性,使带式输送机时常处于轻载或无负载,且由于生产的需要,运输系统不能随时停车,因此,选择合理的启动方式,采用先进的调速技术,对矿井安全生产、节能降耗,提高生产效率和经济效益具有重要的意义.
1带式输送机常用启动控制方式
1.1软启器
软启动器由三组反并联大功率晶闸管及其电子控制电路组成,并由速度反馈和电流反馈组成双闭环调节系统,通过调节晶闸管导通角控制负载的初始电压,逐步控制加在电机上的电压和电流,平滑地增加电机转矩,当负载电机转速达到额定转速时,通过旁路接触器短接晶闸管软启动器,使电机全压运行.其优点是电机启动平滑,可以降低电机的启动冲击电流,减少对电网和电机自身的冲击以及电机启动时对皮带的动张力,延长皮带使用寿命.缺点为不能调节电源频率,重载时往往不能启动,不能调速.
1.2液力耦合器
液力耦合器是一种利用液体介质传递转速的机械设备,通过调节液体介质的压力,使输出轴的转速得以改变.其优点是结构简单、操作方便,对环境要求不高,便宜,多台电机驱动时,可逐台延时启动,可靠性较高.缺点是电动机必须空载启动,工频启动时启动电流很大,对皮带机带强要求较高,多点驱动时功率平衡不好控制,调速范围窄,能量转换效率低,损耗大,大容量电机还需附加电机软启动装置.
1.3CST可控软启动器
CST减速器是一种带有电液反馈控制的齿轮减速器,由减速器、CST电液控制元件以及冷却系统组成,通过调整离合器系统压力实现可控软启动和软停机,可降低30%的基本胶带张力,减少对设备的冲击,对电网无污染,但CST无法根据皮带的运量来调节电机转速,不宜使用于下运带式输送机,且贵,维护费用高,基本无节能功效.
1.4变频启动
变频启动是把电压、频率固定不变的交流电变换成电压、频率均可变的交流电来驱动交流电动机,实现电机的变频软启动.这种方法调速范围宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著.变频器分为交交变频和交直交变频.
交交变频器是直接把工频恒压电源变换成所需要的变频变压电源,没有任何中间环节,其特点为装置本身效率高,输出频率低,功率因数低,谐波电流大,对电网污染较严重,需治理谐波,主要适用于低转速、大容量的传动系统,如提升机等.
交直交变频器是先将工频交流电源通过整流变成直流,再经过逆变器将直流变换成频率及电压都可控的交流,根据直流电路中滤波方式的不同,分为电压源型和电流源型两种,其中以AB公司PF7000系列电流型变频器和ABB公司的ACS6000系列电压型变频器都得到了较多的工程应用.电流型变频器的最大特点是能量可以回馈电网,发电制动方便,电压型变频器的最大特点是谐波电流小,功率因数高,两者均可实现远距离供电.
2井下主运胶带机的变频启动控制
由于煤炭产量的不断提高,长距离、大运量、高带速的带式输送机成为井下煤炭运输的主要设备,且多为大功率、多电机驱动,通常需要中压供电,因此对电机的驱动控制提出更高要求,主要有以下几点：①启动电流要小,减少对电网的无功冲击,减少对机械设备的强烈冲击；②电机的启动力矩要大,可重载启动；③多电机驱动时的功率平衡以及各电机的速度同步精度要高；④起、制动过程要平稳,避免胶带和滚筒之间的打滑；⑤驱动控制方式有利于节能降耗；⑥使用方便、维护成本低,系统的运营效益高.
采用调压式软启动器、液力耦合器、CST可控软启动器中的任意一种启动皮带机,虽能解决或部分解决胶带机软启、软停问题,但实际使用中存在诸多问题,如调压式软启动器受其控制原理的限制,重载时往往不能启动、不具备调速功能；采用液力耦合器,电动机必须空载启动,启动电流大,对机械设备有冲击、多驱动电机的功率平衡不好解决、传动效率较低,调速范围窄,低速时能量损耗大；CST通过调节油膜间距实现软启动,但没有调速功能,不能实现过程控制,且油价昂贵,维护费用高等缺点.
伴随着电气传动技术,尤其是变频调速技术的发展,作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用.高压电机利用高压变频器实现无级调速,既满足生产工艺对电机调速控制的要求,又可大幅度地节约能源,降低生产成本.尤其在高电压、大功率、多电动机启动的带式输送机的应用,充分显示出其调速系统的诸多优势.
1） 实现了带式输送机系统的软起动.利用变频器平滑的启动特性,将电机的软起动和皮带机的软起动合二为一,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,大大降低了对皮带机的胶带冲击及机械系统的影响.而变频器长于皮带机启动时间的特点,也降低对皮带带强的要求,进而降低设备初期投资.
2） 实现皮带机重载启动.对于皮带机恒转矩负载,变频器低频运行输出的高转矩可以满足皮带机重载启动的要求.变频器内部的工频旁路系统,可以在变频器故障时应急使用和长期满载无需调速时使用.
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