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防爆变频调速装置在煤矿井下带式输送机传动系统中的应用研究
摘要:井下生产过程中带式输送机传动系统是重要的传输设备,其运输稳定性也成为限制行业安全生产的重要因素。本文首先介绍了传动系统的经济技术评价内容,其次探讨了防爆变频调速装置在现代井下传输生产中的重要作用,最后则着重探讨了防爆变频调速装置应用于煤矿井下带式输送机传动系统的优势与功能,希望可以为提升井下生产安全性奠定基础。
关键词:防爆变频调速;煤矿井下带式输送机;传动系统中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2020)-03-197
引言
胶带运输机是一种井下应用广泛的运输设备,由于运输机的拖动形式复杂多样,所以在进行配置与选择时要尽可能的满足生产工艺的流程需求。一般来说,井下胶带运输机对于拖动技术的要求分别包括控制简单、调速性能稳定、设备结构稳定、工作可靠、维护量小以及价格适中,这样才能够满足传动系统经济技术的评价要求。
一、传动系统经济技术评价
传动系统的使用效率直接决定生产的经济性。一般来说,直流电机不容易形成防爆结构,所以在实际生产中应用较少。CST的维护需求较高,后期使用成本较高,也不太适应井下使用。交流拖动属于降压启动,该启动模式具有电网冲击大的问题,无速度传感器矢量控制具有拖动效率高、防爆结构好的优势,所以是最为经济、最为适应的拖动装置,在实际的井下胶带运输机拖动设备选取中应用也最为广泛。
二、防爆变频调速装置的应用价值
防爆变频调速装置在应用于胶带机运输系统当中时具有如下几个方面优势。
1.防爆散热
防爆变频调速装置的应用可以很好的解决防爆散热的问题。实际上,在胶带机的日常使用中变频器是最容易出现热量聚集的区域,其中,逆变模块在整个变频器中的发热比例占到了70%以上,而整流模块的占比则在25%左右。经过大量的实验验证后发现,防爆变频调速装置的低热阻高效性能模块能够很好的解决散热问题,通过软件改进与硬件的突破,可以进一步会降低逆变模块的开关消耗影响,这样就可以解决防爆与散热的冲突问题,十分适应于煤矿井下免维护的要求。
2.适应井下电网中性点需求
井下电网中性点本身属于不接地系统,所以该产品采取特殊中性点结构来满足正负母线的接地需要,技术强化后直流电的侧吸收能力也会相应的强化,逆变器高速开关的叠加电压也可以得到正确释放,整体安全性得到了保障。
3.满足井下特殊环境要求
井下特殊环境主要包括高温、高湿度的环境,这样的环境当中很容易出现漏电风险。防爆变频调速装置的设计需要尽可能满足防潮控制的要求,同时主回路上则应该设置爬电距离做好电气间隙的调控工作,这样就可以满足所有控制板的控制需要,提升安全性。
4.提升控制精度
控制精度也是防爆变频调速装置应用的优势之一。由于防爆变频调速装置采用无速度传感器的矢量控制模式,所以实现精准的磁场定位往往需要借助于测速装置,而仅仅依靠测速装置来达到这个目标显然是困难的,同时也会进一步增加后期使用的成本。添加无速度传感器矢量控制模块后,可以很好的解决关系控制问题,转矩电流以及矢量控制都可以完美实现,同时采取无速度传感器控制模式也可以解决异步电动机的转矩控制问题,进一步保证了系统运行过程中的转矩输出效果,实现了额定转矩的输出与可靠性控制。通过上述控制方式,防爆变频调速装置能够解决系统控制精度不足的问题,满足了可靠性、安全性要求。
三、防爆变频调速装置在煤矿井下带式输送机传动系统中的应用
1.优化启停特性
防爆变频调速装置的应用可以进一步解决软启动、软停止的问题,从而更好的实现高效运转并降低故障发生率。胶带本身属于弹性体,长期负载运行条件下很容易出现惯性,此时启动加速度以及停车减速度的值较高,容易对系统产生不利的冲击。防爆变频设备的应用可以有效降低系统的不稳定性,同时也可以解决启动过程中加速减速控制难度高的问题,提升了运行的平稳性。
2.满足平稳启动功能
胶带输送机在运煤过程中存在停车再启动的工况,此时需要考虑到重载启动的问题,在使用无速度传感适量传递控制时,经常需要做好重载启动的准备,所以平稳快速的启动也要考虑到系统应用当中。
3.验带功能
目前,防爆变频调速装置在煤矿生产系统当中应用时可以很好的解决运行维护的问题,关键就在于该系统能够协助完成低速验带功能,这样模式下就可以将无极调速调整为交流传动模式,空载验带模式下变频器可以延长电机的寿命,将其控制在5%~100%额定范围内进行调整即可。
4.平衡功率功能
煤矿井下胶带输送机系统为多滚筒驱动模式,不同的驱动滚筒均由独立的电机拖动,以此来确保整体性能的稳定性。在该环节应用中,需要做好各个滚筒同步启停功能的设置,尽可能确保滚筒的功率平衡,并且借助于变频器的速度调整功能实现速度差的调整,可以通过单独的控制功能来实现点击速度的调整,满足动态功率平衡的要求。
总结
综上所述,防爆变频调速装置在现代带式传输系统中具有良好的应用前景,可以有效提升胶带运输机的稳定性、可靠性,同时也能够降低机械设备发生的损耗,从而满足设备后期维护管理的客观要求,同时取得良好的经济效益与社会效益。为了达到理想的控制效果,需要进一步做好技术改造,通过电机负荷变频控制系统来实施技术改造,能够更好的适应大运量、多滚筒驱动的运输设备,为行业的稳定高速发展奠定坚实的基础。
参考文献
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