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        探討變頻器在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用

        2016-02-02 22:48:08王影
        科技經(jīng)濟(jì)市場 2016年1期
        關(guān)鍵詞:變頻器煤炭

        王影

        摘 要:煤炭是我國社會發(fā)展的重要能源材料,煤炭行業(yè)的發(fā)展是順應(yīng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。變頻器作為一種新型電子產(chǎn)物,逐漸被用于煤炭皮帶機(jī)中。本文針對變頻器的工作原理、作用、發(fā)展?fàn)顩r及運(yùn)用中可能遇到的問題及相應(yīng)防范措施進(jìn)行探討。

        關(guān)鍵詞:煤炭;變頻器;煤炭皮帶機(jī)

        作為世界上的產(chǎn)煤大國,我國產(chǎn)煤過程中消耗了巨額電費(fèi),并且隨著煤礦設(shè)備大型化與自動化發(fā)展,電費(fèi)比例居高不下。煤炭為不可再生資源,人們對傳統(tǒng)的皮帶機(jī)進(jìn)行改良,節(jié)約能源,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

        1 變頻器的工作原理

        變頻器的核心技術(shù)是微電子技術(shù)和電力電子技術(shù)的結(jié)合體。當(dāng)電機(jī)發(fā)出變頻信號后,控制電路開始工作并控制整流橋,實(shí)現(xiàn)由工頻交流電向直流電的轉(zhuǎn)化;然后將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?,并具有特定頻率。交流電的頻率主要通過控制逆變橋的工作頻率來實(shí)現(xiàn)。

        2 變頻器的作用

        (1)可以做到軟起動和軟停車

        煤炭運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候,皮帶機(jī)總的變頻器需要運(yùn)用驅(qū)動啟動。皮帶啟動無法獨(dú)立完成,需要電機(jī)啟動帶動。電機(jī)啟動時(shí)很慢,帶動了皮帶的啟動。在啟動過程中會緩慢釋放能量,所以啟動會帶來一些張力。但張力很小,不會傷害皮帶。如同停車時(shí)先減速,發(fā)動機(jī)由快變慢,皮帶也逐漸變慢,避免了突然停止造成的皮帶傷害。

        (2)能有效降低對皮帶的強(qiáng)度要求

        皮帶機(jī)中加入變頻器之后,可以自動調(diào)整啟動時(shí)間,從而有效控制皮帶機(jī)的啟動時(shí)間。皮帶機(jī)在忽然啟動時(shí),由于啟動速度太快會傷害皮帶。加入變頻器以后,對皮帶的要求就降低了一些。

        (3)使功率更加平衡

        煤礦皮帶機(jī)的驅(qū)動有很多種,單筒滾筒驅(qū)動和雙筒滾筒驅(qū)動是運(yùn)用最為廣泛的兩種。運(yùn)用變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié),可是皮帶和電機(jī)保持相同的工作速度,從而保證工作效率穩(wěn)定。

        (4)有效減少設(shè)備維護(hù)

        變頻器調(diào)節(jié)皮帶機(jī),可以穩(wěn)定皮帶機(jī)的啟動沖力,減少快速啟動對皮帶機(jī)的傷害,從而減少維修,也使皮帶機(jī)使用年限增加。因此運(yùn)用變頻器可以把變頻器的電子壽命轉(zhuǎn)化為皮帶機(jī)的壽命。

        (5)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能

        煤炭生產(chǎn)運(yùn)輸時(shí),皮帶機(jī)往往沒有裝足規(guī)定噸數(shù),而皮帶機(jī)的運(yùn)行使用了與滿載時(shí)相同的電量,這就造成了能量的浪費(fèi)。變頻器的使用可以根據(jù)皮帶機(jī)的實(shí)際負(fù)載來調(diào)整皮帶速度,減少能量浪費(fèi)。

        3 變頻器的發(fā)展?fàn)顩r

        采用變頻器變頻調(diào)速節(jié)能,改善生產(chǎn)工藝及運(yùn)行環(huán)境是目前的發(fā)展潮流。我變頻器生產(chǎn)的國內(nèi)廠商有限,對這方面具有研發(fā)能力的企業(yè)也極少,變頻器功率等級較低不超過3500KW,與之相配套的產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)滯后,生產(chǎn)力不發(fā)達(dá),其使用部件基本靠進(jìn)口。而國外,各大品牌的變頻器生產(chǎn)商一應(yīng)俱全,生產(chǎn)規(guī)模相當(dāng)大,其功率等級一目前已超過100000KW,控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化,采用矢量控制。

        目前變頻器日益呈現(xiàn)出小型化、大功率、輕型化的發(fā)展特點(diǎn)。變頻器中對更高功率的新型電力半導(dǎo)體器件的需求越來越高,隨之而來的是直接轉(zhuǎn)矩控制和磁通控制、無速度傳感器的矢量控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,并逐步實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)在國內(nèi)外的廣泛應(yīng)用。

        4 變頻器使用過程中可能出現(xiàn)的問題與相應(yīng)防范措施

        使用過程中,變頻器可能出現(xiàn)各種故障而無法滿足預(yù)期運(yùn)行效果。主要原因及防范措施如下:

        (1)電磁干擾問題及防范措施

        在煤礦井下惡劣的環(huán)境中,變頻器使用時(shí)容易受到外界各種因素的干擾,這些干擾因素會通過電源線或輻射間接侵入變頻器內(nèi)部,從而引起變頻器各種誤動作或損傷變頻器。為提高其抗干擾能力,可以采取相應(yīng)的措施,在變頻器外部抑制噪音,對周圍所有繼電器或接觸器的控制線圈上,加裝吸收裝置以防止沖擊電壓;或縮短對回路其控制作用的配線距離,從而使之與主線路分離,按規(guī)定采用屏蔽線回路,線路較長時(shí)采用合理的中繼方式;也可以在變頻器輸入端安裝噪音濾波器達(dá)到避免噪音由電源線引入的效果,從而避免造成干擾。

        (2)電源異常問題及防范措施

        電源異常問題主要是低電壓運(yùn)行。比如附近的直接起動電動機(jī)等設(shè)備,會造成電壓降低,所以這些設(shè)備應(yīng)和變頻器供電系統(tǒng)分離以減少兩者之間的相互影響;對于變頻器和外部控制回路,只講可以采用瞬停補(bǔ)償方式。

        (3)高次諧波問題及防范措施

        高次諧波有變頻器運(yùn)行時(shí)在電源側(cè)產(chǎn)生,它會降低電動機(jī)繞組的絕緣強(qiáng)度,使電壓波形畸形,嚴(yán)重影響電源系統(tǒng)。處理措施有:采用變壓器控制變頻器供電,縮短變頻器到電機(jī)的距離,并與其他供電系統(tǒng)分離;在其輸入側(cè)加裝濾波電抗器或多種整流橋回路,從而降低高次諧波分量。

        (4)電動機(jī)溫度過高問題及防范措施

        變頻器在實(shí)現(xiàn)對皮帶機(jī)的變頻調(diào)速改造的同時(shí),其低速運(yùn)行冷卻能力下降,這會造成電機(jī)過熱。另外,高次諧波會增加電機(jī)的鐵損和銅損??刹扇∪缦麓胧菏褂米冾l器時(shí)適當(dāng)提高電動機(jī)規(guī)格等級或?qū)﹄姍C(jī)強(qiáng)進(jìn)行冷通風(fēng);使用變頻專用電機(jī);限制運(yùn)行范圍避開低速區(qū)等。

        (5)振動

        電機(jī)的脈動轉(zhuǎn)矩和機(jī)械系統(tǒng)的共振引起的振動是對電子器件造成損傷的主要原因。所以在變頻器調(diào)試過程中,可利用其頻率屏蔽功能。也可采用橡膠避振,從而排除這些共振點(diǎn)。

        5 結(jié)語

        目前我國經(jīng)濟(jì)處于飛速發(fā)展的階段,但是可利用資源卻越來越少,節(jié)能問題日益成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。煤炭作為能源的重要組成部分,我國煤炭浪費(fèi)的情況仍很普遍。節(jié)約資源,走可持續(xù)發(fā)展之路,是我國乃至全球需要解決的重要問題。變頻器在煤礦皮帶機(jī)中的使用,不僅實(shí)現(xiàn)了煤礦節(jié)能,促進(jìn)煤礦行業(yè)的健康發(fā)展,提高了我國經(jīng)濟(jì)效益。

        參考文獻(xiàn):

        [1]孫高峰.變頻器在煤礦皮帶機(jī)的應(yīng)用研究[J].煤礦現(xiàn)代化,2010,06:102-103.

        [2]張曉東,高瑩,郭金星,劉殿珍.高壓變頻器在煤礦皮帶機(jī)中的應(yīng)用[J].變頻器世界,2015,10:55-58.

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