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   摘要：本文著重闡述了匯川技術(shù)HD90系列高壓變頻器在陜煤集團(tuán)何家塔煤礦快速裝車站的皮帶機(jī)上應(yīng)用，HD90系列高壓變頻器在該應(yīng)用上的優(yōu)異性能表現(xiàn)，為客戶安全生產(chǎn)提供了保證，同時(shí)也為快速裝車站電網(wǎng)穩(wěn)定提供了保證。
關(guān)鍵詞：煤炭行業(yè) 皮帶機(jī) 高壓變頻器 重載啟動

  前言：文中提到的煤礦是一座年產(chǎn)300萬噸的中型煤礦。快速裝車站是煤礦現(xiàn)代化的標(biāo)志性建筑，設(shè)計(jì)裝車量500萬噸/年。根據(jù)實(shí)際使用需求，皮帶機(jī)需要快速啟停，同時(shí)考慮到系統(tǒng)各方面原因，皮帶機(jī)還要具有重載啟動的能力，以備因系統(tǒng)原因急停后重新啟動；此外，快速裝車站上級電網(wǎng)投入時(shí)間較長，容量配比較小，所以還對皮帶機(jī)啟動沖擊有要求，以防止沖擊電網(wǎng)造成系統(tǒng)斷電。此應(yīng)用現(xiàn)場對變頻器快速加減速、重載啟動時(shí)電流控制和啟動沖擊都有嚴(yán)格要求。現(xiàn)場電機(jī)為佳木斯電機(jī)廠560KW/10KV電機(jī)，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，現(xiàn)場選用HD90-J100/710-DN作為皮帶機(jī)電機(jī)控制變頻器。在此現(xiàn)場，匯川技術(shù)HD90系列高壓變頻器優(yōu)異的性能表現(xiàn)為現(xiàn)場客戶帶來了效益。

  一、 裝車站皮帶機(jī)工藝

  煤礦快速裝車系統(tǒng)共由四條皮帶機(jī)組成，分別為由儲煤塔輸出的平行皮帶620/621，上行皮帶701，上行裝車皮帶801，此次HD90-J100/710-DN是應(yīng)用在801皮帶上，其余三條皮帶均采用液力耦合器進(jìn)行控制，皮帶速度3.15m/s，801皮帶速度3.2m/s.
   
                    

  正常情況下運(yùn)行順序： 

1、列車到位，裝車溜槽下放，倉門打開；

2、依次啟動801、701、620/621皮帶，間隔1~2分鐘；

3、啟動給煤機(jī)和液壓站，開始經(jīng)620/621皮帶由儲煤倉向外輸送；

4、煤炭經(jīng)過701、801皮帶至緩沖倉，一定量后進(jìn)入定量倉，定量倉重量達(dá)到80T后緩沖倉與定量倉閘門合，定量倉內(nèi)煤炭經(jīng)裝車溜槽進(jìn)入列車；

5、火車前行準(zhǔn)備下一節(jié)車皮；

  煤礦裝車系統(tǒng)共有四臺給煤機(jī)在儲煤倉進(jìn)行工作，全部開動時(shí)出煤量約為4000t/h，裝車緩沖倉容量300t，并且邏輯上做到250T給煤機(jī)停機(jī)，300T整套裝車系統(tǒng)直接停機(jī)。

  該快速裝車系統(tǒng)801皮帶（變頻皮帶）是在原有系統(tǒng)上新增皮帶，系統(tǒng)正常啟動時(shí)順序?yàn)?01皮帶—701皮帶—620/621皮帶—給煤機(jī)液壓站，停機(jī)順序?yàn)橄喾错樞颉?br />
  現(xiàn)場801皮帶為單電機(jī)驅(qū)動皮帶機(jī)，上行角度13°，長度110m~120m，帶寬2000mm，驅(qū)動輪轂直徑1000mm，驅(qū)動電機(jī)功率560KW，減速機(jī)減速比為1480/69.24。
 
          
                                       801皮帶機(jī)內(nèi)視              801皮帶機(jī)外視  

  二、 匯川HD90皮帶機(jī)方案

  本方案選用HD90-J100/710-DN高壓變頻器，拖動皮帶機(jī)電機(jī)。變頻器可進(jìn)行遠(yuǎn)方/本地切換，除測試外全部從遠(yuǎn)方進(jìn)行控制。快速裝車系統(tǒng)開始工作時(shí)，由遠(yuǎn)方啟動變頻器，并在30s內(nèi)由0HZ升至50HZ，遠(yuǎn)方頻率源綁定數(shù)字設(shè)定頻率，此時(shí)無載啟動；裝車系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，由遠(yuǎn)方停止變頻器，并在90s內(nèi)由50HZ降至0HZ；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生急停時(shí)，系統(tǒng)只停止急停位置以前的各個工序，對后端工序不做急停處理；若急停位置在變頻器及變頻器后端，則變頻器重載啟動，直至皮帶上全部煤炭運(yùn)輸完才會開始啟動前段工序，啟動期間屬于過載啟動。

  變頻器放置圖
 
                

           

  三、 現(xiàn)場照片
  
                    

             

  四、 方案優(yōu)勢

  變頻調(diào)速作為近二十年來興起的一門新技術(shù)，它是通過改變電源頻率來實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，因其具有調(diào)速平穩(wěn)、瞬態(tài)穩(wěn)定性高、節(jié)能等特性越來越被人們所重視。相比較起傳統(tǒng)的液力耦合器作為傳動裝置的作法，其優(yōu)勢如下：

  1) 真正實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的軟起動。運(yùn)用變頻器的軟起動功能，將電機(jī)的軟起動和皮帶機(jī)的軟起動合二為一，通過電機(jī)的慢速起動，帶動皮帶機(jī)緩慢起動，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機(jī)在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害，從而減少了對皮帶的維護(hù)量。

  2) 降低皮帶帶強(qiáng)。采用變頻器驅(qū)動之后，由于變頻器的起動時(shí)間在1s～3200s可調(diào)，通常皮帶機(jī)起動時(shí)間在60s～200s內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場設(shè)定，皮帶機(jī)的起動時(shí)間延長，大大降低對皮帶帶強(qiáng)的要求，降低設(shè)備初期投資。

  3) 降低設(shè)備的維護(hù)量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機(jī)械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長，大大降低設(shè)備維護(hù)量。同時(shí)，利用變頻器的軟起動功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟起動，起動過程中對機(jī)械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅(qū)動后，僅皮帶一項(xiàng)年節(jié)約費(fèi)用就達(dá)一萬多元。

  4) 啟動平滑，轉(zhuǎn)矩大，沒有沖擊電流，可實(shí)現(xiàn)重載啟動。

  5) 節(jié)能。在皮帶機(jī)上采用變頻驅(qū)動后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個方面。

  a、 提高系統(tǒng)功率因數(shù) 

  通常情況下，煤礦用電機(jī)在設(shè)計(jì)過程中放的裕量比較大，工作時(shí)絕大部分不能滿載運(yùn)行，電機(jī)工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載經(jīng)常很小，也有部分時(shí)間空載運(yùn)行。由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性知道，電機(jī)只有在接近滿載時(shí)才是效率最高、功率因數(shù)最佳，輕載時(shí)降低，造成不必要的電能損失。這是因?yàn)楫?dāng)輕載時(shí)，定子電流有功分量很小，主要是勵磁的無功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅(qū)動后，在整個過程中功率因數(shù)達(dá)0.9以上，大大節(jié)省了無功功率。

  b、 提高系統(tǒng)效率

  采用變頻器驅(qū)動之后，電機(jī)與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力耦合器這個環(huán)節(jié)。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的，且主要是通過液體來傳動，液體的傳動效率比直接硬聯(lián)接的傳動效率要低許多，因而采用變頻器驅(qū)動后，系統(tǒng)總的傳遞效率要比液力耦合器驅(qū)動的效率要高5%～10%。

  另外，礦井通常離變電站距離較遠(yuǎn)，不同時(shí)段電壓波動較大，利用變頻器的自動穩(wěn)壓功能，也有部份節(jié)能作用。

  五、結(jié)束語

  匯川技術(shù)的HD92四象限高壓變頻器，采用薄膜電容等長壽命設(shè)計(jì)方案，具備磁鏈閉環(huán)矢量控制、AFE回饋等國際領(lǐng)先技術(shù)，為礦用提升機(jī)領(lǐng)域提供了更優(yōu)的選擇。現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)踐證明，HD92四象限高壓變頻器完全滿足礦用提升機(jī)的應(yīng)用要求！

  深圳市匯川技術(shù)股份有限公司專注于工業(yè)自動化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，定位服務(wù)于中高端設(shè)備制造商，以擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)自動化控制技術(shù)為基礎(chǔ)，以快速為客戶提供個性化的解決方案為主要經(jīng)營模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值與客戶價(jià)值共同成長。匯川在全國擁有66個辦事處，236家授權(quán)代理商，90家全國聯(lián)保中心。欲進(jìn)一步了解匯川，請?jiān)L問 www.inovance.cn。