防爆低速直联永磁同步电机在矿井带式输送机中的应用.pdfVIP

羹 量坌堑sneJtvuFen× 防爆低速直联永磁 同步 电机在矿井带式输送机 中的应用 庞 飞 栾海隆 (1．晋煤集团金鼎公司，山西 晋城 048006；2．常州西电帕威尔电气有限公司，江苏 常州 213017) 摘 要 ：通过对传统矿用带式输送机驱动装置现状的分析 ，介绍了永磁同步变频驱动系统的架构和设计要点，并对该系统的实际应用 情况作了简要捕述 ，探讨 了该驱动装置的节能效果。 关键词 ：带式输送机 ；永磁同步电机 ；变频驱动 ；防爆 ；直联 0 引言 2_2 变频驱动系统的设计 采用理论分析、计算机仿真和样机实验相结合的方法，深 在现代化的煤炭生产中，皮带输送机作为煤炭的主要运输 入分析直联式永磁 同步电机驱动系统的特点 ，研究 PI控制基 T具，其传输能力在很大程度上决定了煤炭企业的生产能力。 本理论，设计适用于该系统的控制算法，并进行仿真验证，进一 目前，煤矿用皮带输送机的设计输送量高的可以达到 6000～ 步找 影响系统运行的因素，并进行逐步改进，达到仿真状态 7000t／h，有的工况需求配备数量达 2O多台甚至几十台，全长 下的最优性能，进而进行样机研制与调试。图1为整个永磁 电 达十几公里，最长的皮带输送机单台长几公里。每台皮带输送 机及其驱动系统控制原理图。 机通常包含 2～3台电机，通过变速装置、驱动滚筒来驱动。皮 带机运行方式为电机按顺序延时启动后一起运转。由于电机 容量均按最大负载考虑，正常工作负载较少达到额定载荷，且 设备存在备料空载或轻载等状态，造成相当一部分电量 白白损 耗。因此，采用新型的永磁同步变频驱动系统，以达到减少 电 能损耗的 目的，是煤矿运输行业的发展趋势。此外 ，皮带驱动 系统的可靠性与稳定性对煤炭产量也有重要影响。 1 传统驱动系统的问题 图 1 控制原理图 目前，传统的带式输送驱动系统采用异步电机+液力耦合 2．3 永磁 电机的散热、防爆设计 器或者CST组合、异步电机+变频器等驱动方式。异步电机+ 直联式永磁 电机的散热问题较为重要 ，该设计直接影响着 液力耦合器或者CST组合方式工作较为稳定，但效率较低、耗 电机的功率输出性能，该散热装置采用套筒方式，套筒 内布置 能严重，由于启动电流很大，不仅会对 电网电压造成冲击，而且 曲型水道，使用高压胶管引入矿井的供水水源进行散热。套 会影响电机的使用寿命。此外，在运行过程中存在维护费用 筒、水道的设计一方面要承受煤矿井下供水水源大约 3MPa的 高、占地空间大、噪音污染严重等缺点。异步电机+变频器的 水压 ，另一方面要将 电机发出的热量迅速带走，再者要考虑到 驱动方式散热困难、控制复杂 ，电机与驱动滚筒直联驱动时，无 满足产品的防爆要求。 法在低转速下输出高扭矩，重载启动困难，导致必须使用减速 2_4 变频器的散热、防爆设计 器增大扭矩。在 2～3台电机驱动同一条皮带时，功率平衡和