四、KULICKE & SOFFA 02920-4160-000-06在運輸系統(tǒng)應(yīng)用
1、隔爆變頻調(diào)速裝置在膠帶輸送機的應(yīng)用
兗州礦業(yè)（集團）公司機電設(shè)備制造廠生產(chǎn)的膠帶輸送機配置4臺大功率電機驅(qū)動裝置（采用3+1模式，3套工作、1套備用）。整部輸送機由3臺電壓為1140/660V異步電機并聯(lián)拖動，通過減速器與輸送機驅(qū)動滾筒連接，電動機與減速器、減速器與驅(qū)動滾筒之間采用蛇簧聯(lián)軸器相連接。該機采用同軸電機，即2臺電機同時控制一個驅(qū)動滾筒，要求電機啟動有良好同步性來保證系統(tǒng)功率平衡。通過對各種調(diào)速方式分析比較，決定每臺電機配置1臺QJR400型隔爆變頻調(diào)速裝置，采用隔爆變頻調(diào)速裝置對輸送機進行調(diào)速控制。
隔爆變頻調(diào)速裝置的操作可在本機控制，也可遠程控制。此機控制是靠變頻調(diào)速系統(tǒng)內(nèi)置的觸摸屏來設(shè)定運行參數(shù)。在觸摸屏上進行運行和停止操作。遠控時，通過工作臺對變頻調(diào)速系統(tǒng)進行外控操作。應(yīng)用變頻調(diào)速裝置時，一般采用一拖一控制。KULICKE & SOFFA 02920-4160-000-06當3臺電機同時啟動且2臺電機同軸時，在隔爆變頻調(diào)速裝置間增加主從控制功能，可任意設(shè)置其中1臺為主機、其余2臺為從機。在現(xiàn)場中設(shè)置同軸的1臺電機為主機、其余2臺電機為從機，同軸的另一臺電機設(shè)置為轉(zhuǎn)矩跟蹤，不同軸的第三臺設(shè)置為速度跟蹤。主機是調(diào)速裝置群控中的首機，其它變頻器都是從機。主機只有1臺。在運行中只對主機控制，全部從機同步自動跟隨主機動態(tài)運行，實現(xiàn)良好的主從關(guān)系目標控制運行模式。
經(jīng)過較長時間的運行檢驗證明，真正實現(xiàn)了電機軟啟動和膠帶輸送機軟啟動合二為一。通過電機慢速啟動帶動膠帶機緩慢啟動，將膠帶內(nèi)貯存的能量緩慢釋放，幾乎對膠帶不造成損害，設(shè)備啟動特性平穩(wěn)，極大降低了設(shè)備的維護檢修量，同時節(jié)能效果明顯。隔爆變頻調(diào)速裝置以其特有的軟啟動特性和較高的性價比，成為礦山井下膠帶輸送機驅(qū)動的發(fā)展方向。
2、KULICKE & SOFFA 02920-4160-000-06變頻器軟啟動在膠帶機中的應(yīng)用
兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧三號煤礦井下主煤流運輸由7條膠帶輸送機運輸系統(tǒng)組成。其中，北部膠帶機共有4個驅(qū)動單元，每臺電機的功率為31.5kW，額定電壓1140V，原先一直采用電機+耦合器的方式驅(qū)動。自從投入ZJT型1140V礦用隔爆兼本質(zhì)安全型智能變頻器以后，實現(xiàn)了膠帶輸送機軟啟動運行，使用效果非常理想。
使用變頻器后，驅(qū)動電機直連滾筒，通過設(shè)置變頻器輸出電流頻率由0Hz到設(shè)定頻率的變化時間，就可設(shè)置膠帶機軟啟動的啟動時間。為盡量減少膠帶機啟動時對電機及膠帶機各部件的沖擊，啟動時間可設(shè)置成10s以上。變頻器啟動力矩大，尤其適合重載啟動，這對膠帶機十分有利。膠帶機運行時，由于環(huán)境惡劣，經(jīng)常發(fā)生各類緊急停車故障，一旦重載停車，由于耦合器在軟啟動時啟動速度過快，且對多電機驅(qū)動的膠帶機無法做到各電機的功率平衡，易造成電機過載停車，對滾筒和聯(lián)軸器等設(shè)備的損害十分大。改用變頻器后可通過調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的大小來實現(xiàn)各電機的功率平衡，在啟動過程中通過降低電機的頻率可實現(xiàn)在小電流下的大功率輸出，最大程度降低了對電機及膠帶機的損傷。
變頻器的另一重要用途是驗帶功能。膠帶機的日常檢修工作中一個很重要的任務(wù)就是在膠帶運行時檢修膠帶的磨損情況。但是，如果在滿速情況下很難清楚地看到膠帶的破損部位。該礦北部膠帶輸送機使用的4套變頻調(diào)速裝置可以設(shè)置兩種頻率啟動。在現(xiàn)場應(yīng)用中，將第一個頻率設(shè)置為40Hz（根據(jù)采區(qū)煤量多少自行調(diào)節(jié)）、第二個頻率設(shè)置為10Hz，對應(yīng)4.5m/s的滿速速度，能實現(xiàn)接近0.9m/s的驗帶速度。與使用耦合器作為傳動裝置相比，空載時電耗僅為50%，重載時節(jié)省30%。
3、KULICKE & SOFFA 02920-4160-000-06變頻調(diào)速技術(shù)在電機車電動機的應(yīng)用
山東科技大學(xué)和兗州礦業(yè)（集團）公司機電設(shè)備制修廠對變頻調(diào)速技術(shù)在礦山牽引電機車上的應(yīng)用情況進行了分析研究。電機車是礦井軌道運輸?shù)闹饕獱恳O(shè)備。其中，架線式牽引機車多年來一直沿用結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高和維修費用大的直流電動機，而且目前國內(nèi)絕大多數(shù)礦山牽引機車還在使用觸頭電阻調(diào)速方式，處于耗電量大與維修量大的狀態(tài)。變頻調(diào)速牽引機車采用故障率低和性能可靠的三相異步交流鼠籠式電動機，結(jié)合技術(shù)先進與節(jié)電效果顯著的變頻調(diào)速器，取代了直流電機車比較落后的驅(qū)動技術(shù)，達到當代世界先進技術(shù)水平。
由于工作環(huán)境特點所致，礦用電機車調(diào)速系統(tǒng)處于頻繁的啟動、制動和加減速等狀態(tài)，還要適應(yīng)負荷上下坡和顛簸路況等情況，因此要求電動機啟動轉(zhuǎn)矩大、過載能力強。另外，調(diào)速系統(tǒng)不但要能四象限運行，還要能再生制動到低速。這樣，當負載轉(zhuǎn)矩增大時，轉(zhuǎn)速就能迅速下降，而電動機輸出功率基本不變，從而使電動機不易因負載增大而引起過載。反之，當負載變小時，電動機轉(zhuǎn)速能自然上升，以利于提高生產(chǎn)效率。此外，為防止主輪打滑，調(diào)速系統(tǒng)還應(yīng)考慮具有最大轉(zhuǎn)矩限幅的功能。由于逆變器和電動機都安裝在電機車上，所以整個調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)盡可能設(shè)計得體積小、重量輕、硬件結(jié)構(gòu)簡單和控制方便。對于直接轉(zhuǎn)矩控制而言，在高速運行階段，除電動機定子電阻，不需知道其它參數(shù)，所以直接轉(zhuǎn)矩控制對電動機參數(shù)的依賴性比矢量控制要低許多。其產(chǎn)品包括5t、8t和10t隔爆型電動機斬波調(diào)速控制裝置，目前已廣泛應(yīng)用于以電池為動力源的、交流電動機牽引驅(qū)動的礦山電機車上。
五、KULICKE & SOFFA 02920-4160-000-06地面選煤廠裝車系統(tǒng)變頻技術(shù)改造
兗州礦業(yè)（集團）公司濟寧三號煤礦裝車系統(tǒng)主要設(shè)備為4JDM-30SM調(diào)車絞車，裝車速度慢、調(diào)速能力差、故障率高。為此，他們采用變頻技術(shù)將其改造成為新型裝車系統(tǒng)。
1、變頻改造的具體實施如下
①在五、六股控制室各安裝1臺ACS600變頻柜，輸入和輸出分別跨接到原進線及輸出到電機的高速連線端。原牽引控制柜仍舊保留，作為備用。為防止誤動作，變頻控制回路與原控制回路是互鎖的。要啟動變頻牽引系統(tǒng)，必須是原控制回路的主交流接觸線圈均無施加電壓，即串聯(lián)在變頻器啟動回路的常閉接點均閉合的情況下，合上變頻總開關(guān)才能使變頻啟動回路通電，變頻器啟動主交流接觸器吸合，其常開接點吸合自保，使電機處于4極運轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時，串聯(lián)在原控制回路的常閉接點均打開，所以在變頻器運行時，原控制回路是無法運行的。反之，在啟動原控制回路電機運行后（4極或8極狀態(tài)），變頻器也是無法啟動運行的。
②在集控室增加1套控制與報警顯示裝置。正常運行時操作人員可調(diào)整旋鈕使其改變運行速度。如在運行中出現(xiàn)短路或電機缺相過載，操作臺上將顯示并報警自動停車。
③KULICKE & SOFFA 02920-4160-000-06在五、六股道的變速點處安裝電磁開關(guān)，其接點串入控制回路。當牽引車經(jīng)過變速點時將自動改變牽引速度，保證它低速回窩。此外，還在車窩處安裝2臺監(jiān)視器作為后備監(jiān)視，出現(xiàn)故障時由人工操作回車。
此項改造完成以后，牽引車實現(xiàn)了無級調(diào)速，機械的沖擊性有效改善，設(shè)備的檢修及維護周期延長，裝車能力比原來提高25%，保障了年產(chǎn)800萬t的外運能力。采用變頻調(diào)速盡管增加一些投資，但僅節(jié)省電費一項就能在兩年多一點的時間內(nèi)回收全部投資。
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