新型煤礦皮帶變頻調速裝置應用研究

郭智慧

（陽煤集團機電設備管理中心，山西 陽泉 045008）

皮帶運輸是煤礦生產的主要運輸方式，其主要構件包括電機、滾筒、皮帶、H架、托輥及各種保護裝置等，當皮帶安裝在下山巷道時，需要兼顧防滑、防滾落與變頻動力補給問題，因此，如何有效設計調整對問題加以解決，顯得意義重大[1]。

1 皮帶選型設計

考慮到新元煤業11采區下山巷道長度與平整度等方面因素，為確保皮帶的安全運行，初定安裝長度為1200m，運行方式為下山運輸。

1.1 設計依據

考慮到運輸安全，下山巷道一般情況下只允許運輸粒徑為300mm以內的煤塊，密度約為0.9t/m3，皮帶機長1200m，運輸能力暫定為800t/h，運行速度為3.2m/s。動力系統采用雙滾筒搭配雙電機的驅動模式，皮帶材料選用1250/1型抗靜電抗阻燃型，寬度限制為1000mm，皮帶布置圖如圖1所示。

圖1 皮帶布置圖

1.2 參數選用

（1）輸送能力選定

Qmax=3600S·v·k·ρ=1049t/h，Qmax＞Q， 滿足生產需要。

第三天，李志勇將所帶的各色野生菌各選了5公斤，作為樣品提供給了酒店老板。剛好那天是周末，來酒店吃飯的香港人特別多，紅色的松茸、綠色的青頭菌、白色的雞樹....剛擺出來不到幾分鐘就被訂而空，酒店老板高興極了。

式中：

Qmax-最大輸送能力，kg；

前院是住宅正對大門的部分，東側為通往側院和后院的主通道，前院的布局直接影響整個住宅的設計風格.將前院位置的主要功能定位為觀賞性，做一些個性化的植物景觀布局.大門正對面，在前院東南角的圍墻下以低矮的花灌木搭配鵝卵石做一個景觀小品，用鮮花點綴草坪配置了一個精美花鏡，與大門正對面的景觀小品遙相呼應，形成一幅絕美的空間.

S-皮帶載貨斷面積，m2；

v-皮帶運行速度，m/s；

小流域面積相對較小，河道比降大，洪水匯流速度非常快，洪水陡漲陡落，各小流域之間又相互關聯，加上山區小河流水文資料缺乏，目前預報方法不多。

物資采購人員在選擇供應商的過程中，不僅要關注物資的具體價格以及市場變化因素，更為重要的是加強對供應商資質的審核與調查，確保物資的質量，以長期合作為目標；而不能貪圖一時的便宜則影響到企業自身的長足發展。物資采購一方面是保障企業生產能夠穩定開展，另一方面也需要對企業的重大決策提供依據。因此，企業需要建立對應的供應商評價體系，比如，誠信評價、風險評價等等，以便對合作的供應商的資質進行合理評價，倘若未能達到標準的供應商，則需要取消與其的合作，選擇另外資質更加優秀的供應商進行合作。

對于企業來說，企業要想建立健全完善的內部管理制度，就必須要加大跟外界的交流程度，只有這樣才能不斷完善自身管理制度。這就要求企業要明確內部各部門的職責，完善現有的跟外界交流渠道和信息溝通渠道。另外在做好外部的同時也要加強內部管理，加強內部各部門之間信息的共享和合作，進而使企業各部門實現良性競爭，確保下級傳遞的信息能夠第一時間達到各級部門管理層，同時也要確保企業高層下達的各項命令，能給第一時間準確的傳達到各個基層部門。

GR0-傳動托輥質量，kg；

（2）托輥型號選定

au-回程分支托輥間距，mm。

① 停運狀態下托輥承重為：

e-輥子承載系數，取1；

式中：

3.培育一支高素質的企業工會干部隊伍。加強工會干部隊伍建設，提高勞動保護人員的綜合業務素質，是做好工會勞動保護工作的基礎。企業工會干部隊伍建設只能加強，而不能弱化，在工會人員編制方面，應給予必要的傾斜，不能使工會人員受人員限制而忙于應付一般工作；要采用多種措施和途徑，全面提高企業工會干部的業務素質，特別是懂法律法規、懂具體的勞動保護政策、掌握勞動保護的方法與手段，以及具有分析和解決勞動保護中出現各種問題的能力。

回程托輥承重為：

a0-承載分支托輥間距，mm；

Im-輸送能力，kg/s；

各行各業都需要合理的管理，只有合理的管理才能使工作高效有序。管理人員應仔細調查調查合同和概要，要停止盲目調查。有關部門要加強勘探工作，認真核實有關情況。對于某些數據和信息，應進行驗證和驗證，以避免因為低級錯誤造成巨大損失。有效的監理使工程科學化、規范化，提高了工程質量。

v-帶速，m/s；

g-重力加速度，取9.8m/s；

經查明該型號皮帶的重量為qB=16kg/m。

② 運行狀態下托輥承重為：

回程托輥承重為：

式中：

fs-運行系數；

液力耦合器軟啟動方式主要依靠聯軸器的作用實現液體對動力的傳遞做功，通過多點驅動實現功率平衡，其主要構件由渦輪、泵輪和殼體三部分組成，雙輪之間有平直排列的葉片，相互間并不接觸，且存在一定的間隙，當整體組裝完成之后，向內腔注入液壓油，使泵輪帶動驅動輪，渦輪帶動執行輪，最終以調節工作室內的液壓油體積比來實現對耦合器轉速、扭矩的改變[3]。基于此原理，液力耦合器一般適用于對速度與扭矩需要調節的皮帶啟動方式。其優點是結構簡單，成本較低，但由于做功不完全，效率低，效率比只有91%～92%，且油污在空間內占用較大，具有安全隱患，對環境有污染。

fd-沖擊系數。

k-斷面因數，取3.6；

③ 托輥選型：托輥Φ133mm，每組長380mm，軸承選用6305/C4型，則每米托輥傳動質量為：

式中：

ρ- 密度，t/m3。

Ls-上托輥之間間距，m。

④ 參數確定：上托輥的單位長度傳動質量為qR0=15.75kg/m，下托輥的單位長度傳動質量為qRu=5.36kg/m，皮帶每米自重為qB=16kg/m，每米可裝載貨物重量為70.6kg/m，額定負載為800t/h。

1.3 皮帶主要技術指標

皮帶選用DTⅡ固定帶式輸送機，主要動力驅動采用雙滾筒與雙電機配置使用，運載量Q=800t/h，皮帶材料為PVG，型號為1250/1型抗阻燃抗靜電，寬度1m，拉伸強度1325N/m，運行速度3.2m/s；滾筒直徑800mm，皮帶安全系數19.3。

本次設計的最大工作負壓為55 kPa，氣體流量為50 m3/min，砂粒的運輸距離大于15 m.常見真空源難以同時滿足以上要求，經過考察選擇了韓國KFM公司的逆流冷卻式羅茨真空泵，型號為ST250SVBF，其性能參數如表1.

主要機電設備參數：電機轉速為1480r/min，功率為110kW，額定電壓1140V，制動器為KPZ-1000/2×YZ-63型，最大輸出力矩：31kN·m，脹拉裝置為ZYJ160/16.5D，拉緊力為160kN，行程25m，采用軟啟動方式。

2 啟動方式的對比分析

在正常冷啟動的時候，皮帶機運行啟動的瞬間，通過電機啟動器的瞬時電流會成倍高于電機額定電流，造成電流過大對電網電壓產生影響波動，并對供電設備造成損失，加速設備與線路的老化，縮短開關使用壽命。為了降低電機啟動時產生的電流影響，主要采用軟啟動的方式進行開關送電，主要包括：液力耦合器軟啟動、智能電機軟啟動、變頻調速裝置軟啟動等[2]。

分析認為，采用《生產安全事故報告和調查處理條例》中的人員死亡與經濟損失作為水庫大壩 （潛在）后果分類標準是合適的。盡管后果分類標準中的生命損失和經濟損失是根據假設計算而來，并不是實際損失，但是以此劃分體現了后果的可能嚴重程度，也與現行法規一致。

2.1 液力耦合器軟啟動

fa-工況系數；

2.2 智能電機軟啟動

智能電機啟動其實質是調壓器，在啟動皮帶電機時，不改變頻率，只對電壓進行降壓處理，可降低電機啟動的轉矩，由于輸出電壓低，動力小。因此，不適于重載條件下啟動皮帶。電機啟動時，轉矩與轉速逐步增加，當晶體管全部導通時，方可平滑啟動，降低電流。該方式優點是對電壓電流可調節，避免沖擊電網，造成全網短路，效率一般可達95%左右，但不能對皮帶負載進行監測，實時做出反應，調節輸出扭力[4]。

2.3 變頻調速裝置軟啟動

基于液力耦合器軟啟動與智能電機軟啟動方式的優缺點分析，變頻調速裝置軟啟動可有效兼顧兩者優點，可對電壓與頻率同步調節，當單獨改變頻率時，即可實現軟啟動，由于電機頻率可調節轉速，使用電機變頻調速技術，可使電機在較小電流的條件下實現啟動。

在20世紀60年代初，消息通過一系列中央開關從A點壓縮到B點。如果中斷一個開關，消息就會停止。巴蘭構想了一個規模更小、速度更快的傳輸節點網格。他的想法是將每條消息分解成數字數據塊，然后將每個塊發送到網格中，以找到到達目的地的最快方法。在那里，這些塊將被重新整合成完整的信息。

3 ZJT1型變頻調速器

3.1 信號類型

ZJT1型變頻調速器可對常規模擬信號、控制盤信號等多種信號進行接收，傳動單元通過對升速降速模擬信號進行處理，經數字化合成輸出信號。

3.2 電機辨識

通過建立解耦啟動方式的精確數字化模型，提高啟動參數的準確識別，方可實現對電機的調速。

3.3 失壓跨越功能

當出現電網瞬間失壓斷電時，傳動單元可通過電機斷電后的慣性旋轉繼續提供能量，維持正常工作；若接觸器仍處于閉合狀態，在恢復供電后，方可繼續運轉工作。

3.4 PID控制

PID控制器是傳動單元內的控制裝置，可對流量、液位、壓力等參數變量進行監測控制，經信號傳輸反饋回路，以實現對三量參數恒定控制。

3.5 功率平衡

多驅動系統一般選定一臺為主機，其余為從機，當電機進行運轉時，主機轉矩信號以特定通訊方式傳輸給從機，從機將信號給定，標定后確保與主機運行力矩同步，實現功率平衡。

項目式教學能將理論與實踐教學有機地結合起來。因教學項目來自生產(工作崗位)實際，有些是過去從未遇到過的生產實際問題，因此具有一定的難度，不僅要應用已有知識、技能，而且還需要學生自己去獲取信息、收集資料，運用新學習的知識、技能解決難題，從而提高學生發現問題、解決實際問題的能力，充分發掘學生的創造潛能，讓學生在未來的工作中具有潛在的發展后勁，具有良好的可持續發展能力[7]。

4 應用效果分析

電機變頻調速器選型應用主要依靠工程計算，利用雙電機、雙滾筒驅動，確保正常運行，通過計算，新元煤業11采區下山巷道膠帶輸送機選用的雙電機、雙滾筒的驅動中單臺電機功率、電壓為110kW/1140V，由于巷道中有下行段，為實現皮帶下行時做功，以主從動雙驅動實現功率自平衡，滿足對負載做功的情況。可選用兩臺四象限變ZJT1-160/1140型調速器，通過對改造后膠帶輸送機近一年的運行狀況分析，膠帶輸送機在運行啟動過程中啟動平穩，變頻運行情況滿足設計要求，節能效果突出，每年可為企業節約電費約20萬元，值得在礦井其他區域進行推廣應用。

例如：教師可以直接就近在教學樓附近選擇空地，將學生分成四個大組，讓學生來進行跳繩運動，必要的時候還可以進行比賽，為學生的體育課間活動增添樂趣。教師還可以要求學生不斷地創新，不斷地探索新的跳法，以此來引發學生思考，鍛煉學生的思考能力，讓學生積極主動地參與進來，培養學生對體育大課間活動的興趣，突出跳繩運動的多樣性，讓所有學生都參與進來，讓每一個學生都健康地成長。

5 結 語

通過長期試驗和對參數的分析研究，可實現完全平衡啟動、能量反饋、變頻運行的要求，且對能量消耗低，達到節支降耗、降低成本的目的，為企業取得較好的經濟效益。