4JDM-20裝運(yùn)絞車(chē)變頻傳動(dòng)在車(chē)集選煤廠(chǎng)的應(yīng)用

楊鵬飛 劉獻(xiàn)普

（河南煤業(yè)化工集團(tuán)永煤公司車(chē)集選煤廠(chǎng)，河南 永城 476600）

1 裝運(yùn)系統(tǒng)采用變頻傳動(dòng)的必要性

車(chē)集選煤廠(chǎng)隸屬于河南煤業(yè)化工集團(tuán)永煤公司，屬礦井型動(dòng)力煤選煤廠(chǎng)。2011年全年入選原煤280余萬(wàn)噸，綜合產(chǎn)率高達(dá) 92%以上。裝運(yùn)系統(tǒng)作為全廠(chǎng)產(chǎn)品煤對(duì)外銷(xiāo)售的紐帶，如何提高火車(chē)裝運(yùn)效率，保證裝運(yùn)設(shè)備完好運(yùn)行是廠(chǎng)內(nèi)技術(shù)人員攻關(guān)難題。

我廠(chǎng)裝運(yùn)系統(tǒng)一直采用雙速電機(jī)YD250M-8/4，額定電壓380V，額定功率34/24kW；電氣傳動(dòng)采用高低速轉(zhuǎn)換電氣互鎖控制電路。這種電氣控制方式雖然運(yùn)行可靠，安全性也較高；但就其缺點(diǎn)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)，對(duì)電氣元件的沖擊大，日常維護(hù)量大，長(zhǎng)期將降低裝運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行完好性等等。采用先進(jìn)的變頻傳動(dòng)技術(shù)，利用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，改變以往頻繁起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，減少電氣元件維護(hù)量，提高裝運(yùn)火車(chē)效率，保證產(chǎn)品煤銷(xiāo)售。

2 4JDM-20裝運(yùn)絞車(chē)變頻傳動(dòng)技改

4JDM-20絞車(chē)電氣傳動(dòng)采用變頻傳動(dòng)，分就地、集控兩種操作方式，高速、低速兩種運(yùn)行狀態(tài)。變頻傳動(dòng)采用開(kāi)環(huán) u/f控制，異步電動(dòng)機(jī)在低速狀態(tài)下、在高低速之間可平滑切換，大大提高裝車(chē)運(yùn)煤系統(tǒng)的效率。另外，有用戶(hù)通信聯(lián)絡(luò)功能，自動(dòng)化程度提高。

2.1 就地操作

1）在“就地”方式下，按“電源開(kāi)”按鈕變頻器得電。

2）按“正轉(zhuǎn)”或“反轉(zhuǎn)”按鈕，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈亮，“變頻運(yùn)行”燈亮，然后選擇高、低速狀態(tài)。若在“低速”下，調(diào)“低速轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)”電位器，轉(zhuǎn)速可在0～50Hz內(nèi)變化，高速為固定值100Hz。

3）裝車(chē)完畢后，先按“停止”按鈕，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈滅，同時(shí)“頻率輸出表”頻率降低，最后按“電源關(guān)”按鈕變頻器失電。

2.2 系統(tǒng)傳動(dòng)速度

1）本電動(dòng)機(jī)為變頻調(diào)速用特種電動(dòng)機(jī)，額定工作電壓為AC380V，防護(hù)等級(jí)不低于IP44，電源為50Hz，對(duì)應(yīng)繩速為 0.155m/s；電源為 25Hz時(shí)，對(duì)應(yīng)繩速為0.078m/s；電源為100Hz時(shí)，對(duì)應(yīng)繩速為0.313m/s。

2）正常裝車(chē)速度：0.1～0.11 m/s，額定輸出功率37kW，調(diào)速范圍為0.031～0.155 m/s之間無(wú)級(jí)調(diào)速，并且確保為恒轉(zhuǎn)矩輸出。

3）空車(chē)及回繩速度為0.313m/s，電動(dòng)機(jī)輸出為37kW恒功率輸出。

3 結(jié)合選煤廠(chǎng)裝運(yùn)條件進(jìn)行設(shè)備選型

結(jié)合我廠(chǎng)裝運(yùn)系統(tǒng)絞車(chē)軌道長(zhǎng)度以及裝載能力，對(duì)此次技改相關(guān)設(shè)備進(jìn)行選型（見(jiàn)表1）。

表1 相關(guān)設(shè)備選型

4 投入裝運(yùn)后取得的效果分析

1）節(jié)能效果顯著，增加經(jīng)濟(jì)效益

交流異步電動(dòng)機(jī)的節(jié)電措施，可以采用不同方式的調(diào)速節(jié)能。一般較為常用的調(diào)速方法有液力耦合器調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、電磁調(diào)速和變頻調(diào)速4種。相比而言，變頻調(diào)速節(jié)電效果顯著。

2）減小起動(dòng)電流，提高供電質(zhì)量

當(dāng)電機(jī)通過(guò)工頻直接起動(dòng)時(shí)，它將會(huì)產(chǎn)生4～7倍的電機(jī)額定電流。電機(jī)工頻起動(dòng)時(shí)，電流劇增的同時(shí)，電壓也會(huì)大幅度波動(dòng)，電壓下降的幅度將取決于起動(dòng)電機(jī)的功率大小和配電網(wǎng)的容量。電壓下降將會(huì)導(dǎo)致同一供電網(wǎng)絡(luò)中的電壓敏感設(shè)備故障跳閘或工作異常，如PC、傳感器、接近開(kāi)關(guān)和接觸器等均會(huì)動(dòng)作出錯(cuò)。而采用變頻調(diào)速后，改變以往頻繁起動(dòng)電機(jī)情況，通過(guò)調(diào)頻旋鈕平滑調(diào)整電機(jī)運(yùn)行頻率，使電機(jī)能在零頻零壓時(shí)逐步起動(dòng)，最大程度上減小起動(dòng)電流，消除電壓下降。

3）技改產(chǎn)品煤導(dǎo)料口，調(diào)整頻率提高裝運(yùn)效率

在裝運(yùn)絞車(chē)變頻投入生產(chǎn)后，出現(xiàn)司磅員難以合理調(diào)整絞車(chē)運(yùn)行頻率，對(duì)裝車(chē)造成較大影響。究其原因在于煤量大小不均勻，經(jīng)研究決定對(duì)我廠(chǎng)裝運(yùn)系統(tǒng)產(chǎn)品煤導(dǎo)料口進(jìn)行技改。利用新科技材料自行設(shè)計(jì)加工導(dǎo)料槽并適當(dāng)加寬，現(xiàn)場(chǎng)選取合適下料槽傾斜角度，保證產(chǎn)品煤裝運(yùn)流暢。

在保證煤量大小均勻條件下，通過(guò)技術(shù)人員同司磅員的多次精心調(diào)試，現(xiàn)場(chǎng)選取合適的裝運(yùn)產(chǎn)品煤頻率，并根據(jù)產(chǎn)品煤不同、車(chē)皮種類(lèi)不同分別制定了不同的調(diào)頻段，有效保證了裝運(yùn)系統(tǒng)的運(yùn)行，提高了裝運(yùn)效率。

4）提高系統(tǒng)性能，延長(zhǎng)設(shè)備壽命

變頻調(diào)速則可以在零速零電壓起動(dòng)。一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照V/F或矢量控制方式帶動(dòng)負(fù)載進(jìn)行工作。使用變頻調(diào)速能充分降低起動(dòng)電流，提高繞組承受力，用戶(hù)最直接的好處就是電機(jī)的維護(hù)成本將進(jìn)一步降低、電機(jī)的壽命則相應(yīng)增加。

通過(guò)工頻起動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)或相連的機(jī)械部分軸或齒輪都會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)。這種振動(dòng)將進(jìn)一步加劇機(jī)械磨損和損耗，降低機(jī)械部件和電機(jī)的壽命。變頻調(diào)速能在零速起動(dòng)并按照用戶(hù)的需要進(jìn)行均勻地加速，停止方式也可以受控，能減少對(duì)機(jī)械部件和電機(jī)的沖擊，從而使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠，壽命也會(huì)相應(yīng)增加。

5 結(jié)論

裝運(yùn)絞車(chē)采用變頻傳動(dòng)控制方式，起到了良好收益。具有安裝容易、占位小、操作方便靈活，運(yùn)行方式可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單、故障率低等。我廠(chǎng)結(jié)合設(shè)備要求，自行解決運(yùn)行頻率難以控制技術(shù)難題，通過(guò)技改導(dǎo)料槽實(shí)現(xiàn)裝運(yùn)變頻控制。絞車(chē)變頻控制不僅強(qiáng)化我廠(chǎng)設(shè)備控制技術(shù)的先進(jìn)性，而且最直接的收益就是提高了火車(chē)裝運(yùn)效率，增加了裝運(yùn)火車(chē)數(shù)量，增加了產(chǎn)品煤銷(xiāo)售量。

[1] 于方洋.礦用無(wú)極繩絞車(chē)變頻控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].工礦自動(dòng)化, 2011(11).

[2] 周英.李雅莊煤礦副井絞車(chē)變頻技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2009(28).

[3] 宮再濱.矸石山絞車(chē)變頻調(diào)速電控系統(tǒng)的安裝及使用[J].煤炭技術(shù), 2008(8).

[4] 林清超.鉛坑礦提升絞車(chē)變頻改造與應(yīng)用[J].海峽科學(xué), 2011(4).