变频器在煤矿主井胶带输送机上应用及选型.docVIP

变频器在煤矿主井胶带输送机上应用及选型【摘要】介绍了变频器在煤矿主井胶带机上应用的优越性，阐述了变频器选型的一般原则，着重对变频器在煤矿主井胶带输送机的选型使用进行了分析，并确定了矿用主井胶带输送机选型必须满足的条件。 【关键词】胶带输送机；变频器；应用；选型 1.变频器在主井胶带输送机拖动上的应用 胶带输送机是煤矿生产中的主要运输工具，而主井胶带运输机系统是重中之重。该系统的正常运行直接影响矿井安全生产，因此，主井胶带输送机的稳定运行就显得尤为重要。随着变频技术的日趋成熟，变频器逐步应用到煤矿 1.1优越的软起动特性 胶带输送机的起动过程是一个不稳定的工况，由于所采用的交流电机特性的影响，输送带中的动张力往往在起动过程中达到最大值。输送带是一个粘弹性体，在驱动力的作用下会产生粘弹性变形，由于不稳定而产生动张力，同时输送带在起动前各部分的静阻力各不相同，是一个逐级起动的过程。对输送带中的某一带段来说，只有它两端的拉力差大于它所受的静阻力时，才会起动。在起动的一瞬间，静阻力变为动阻力，带段开始运动。在这一过程中，由于静阻力到动阻力的突变，使输送带产生振动，导致输送带截面内的动张力上升。因此，软起动特性是胶带输送机驱动系统的首选目标。而变频器的起动时间是任意可调的，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的S型加速、减速时间，这样可将胶带输送机起停时产生的冲击减至最小。 1.2功率平衡 煤矿井下胶带输送机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动，每个驱动滚筒由单一的一台电机拖动，为了保证系统内的同步性能，首先要求位于机头的各滚筒应同步启停，在某一电机故障时能系统停机，同时为了保证系统的运输能力，应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差，便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小。因此可以通过单独的控制系统进行系统内各电机的电流值，再通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡，这便形成了一个动态的功率平衡系统。 1.3平稳的重载起动 胶带输送机在输煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动，必须考虑“重载起动”能力。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5-2倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。重载起动起动特性见下图。 1.4验带功能 煤矿的生产运输系统多为以胶带输送机为主，运输系统检修维护的主要工作是胶带输送机的检修维护，低速验带功能是胶带输送机的检修的主要要求。变频调速系统为无级调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作于5％-100％额定带速范围内的任意带速长期工作。 2.变频器选型 采用变频器驱动异步电动机调速时，通常在异步电动机确定后，应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值（最大值）来选择变频器。 通常要求变频器的额定电流： I变≥（1.05～1.1）IN 或I变≥（1.05～1.1）IMAX 式中 I变—变频器的额定电流； IN—电机的额定电流； IMAX—电机实际运行中的最大电流。 按容量选择时，则变频器容量： P变≥1.732×KINUN10-3（KVA） 式中 IN—电机额定电流； UN—电机额定电压； K—安全系数，一般选取（1.05～1.1）。 对变频器额定电流的选择应给予高度的重视。选择变频器如果只考虑容量不考虑电流，极易造成变频器的烧毁。因此，计算变频器容量时必须留有适当的余地。煤矿主井胶带输送机是煤矿运输系统的咽喉，直接关系着整个矿井的安全运行，主井胶带输送机在选择变频器时，应考虑以下两个方面： （1）加减速阶段。变频器的最大输出转矩是由变频器的最大输出电流决定的。一般情况下，变频器过载容量为额定容量的125％、60s或150％、60s，此时变频器的最大输出转矩也较额定负载时更大。要使胶带运输机能正常启动尤其是长距离胶带运输机，首先必须保证变频器的最大输出转矩大于运输机的静态阻转矩，其次必须保证在规定的时间段内将运输机加速到额定状态。否则，应加大变频器的容量达到满足上述条件为止。需要说明的是，在选择变频器时应充分利用所选变频器的过载能力，否则容易造成变频器容量的浪费。 （2）连续运转阶段。由于变频器传给电动机的是脉冲电流，其脉动值比工频供电时电流要大，因此须将变频器的容量留有适当的余量。此时，变频器的额定输出转矩应大于或等于运输机系统的阻转矩。 因此，主井胶带输送机变频器选型原则必须满足： 变频器的额定电流： I变≥1.25IN 式中 I变—变频器的额定电流； IN—电机的额定电流。 按容量选择时，则变频器容量： P变≥1.732×KINUN10-3（KVA） 式中