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   摘要：本文著重闡述了匯川技術(shù)HD92系列高壓變頻器在陜煤集團(tuán)何家塔煤礦快速裝車站的皮帶機(jī)上應(yīng)用，HD92系列高壓變頻器在該應(yīng)用上的優(yōu)異性能表現(xiàn)，為客戶安全生產(chǎn)提供了保證，同時(shí)也為快速裝車站電網(wǎng)穩(wěn)定提供了保證。

   關(guān)鍵詞：煤炭行業(yè) 皮帶機(jī) 高壓變頻器 重載啟動(dòng)

    前言：文中提到的煤礦是一座年產(chǎn)300萬噸的中型煤礦。快速裝車站是煤礦現(xiàn)代化的標(biāo)志性建筑，設(shè)計(jì)裝車量500萬噸/年。根據(jù)實(shí)際使用需求，皮帶機(jī)需要快速啟停，同時(shí)考慮到系統(tǒng)各方面原因，皮帶機(jī)還要具有重載啟動(dòng)的能力，以備因系統(tǒng)原因急停后重新啟動(dòng)；此外，快速裝車站上級(jí)電網(wǎng)投入時(shí)間較長(zhǎng)，容量配比較小，所以還對(duì)皮帶機(jī)啟動(dòng)沖擊有要求，以防止沖擊電網(wǎng)造成系統(tǒng)斷電。此應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變頻器快速加減速、重載啟動(dòng)時(shí)電流控制和啟動(dòng)沖擊都有嚴(yán)格要求。現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)為佳木斯電機(jī)廠560KW/10KV電機(jī)，根據(jù)設(shè)計(jì)需求，現(xiàn)場(chǎng)選用HD92-J100/710-DN作為皮帶機(jī)電機(jī)控制變頻器。在此現(xiàn)場(chǎng)，匯川技術(shù)HD92系列高壓變頻器優(yōu)異的性能表現(xiàn)為現(xiàn)場(chǎng)客戶帶來了效益。

  一、 裝車站皮帶機(jī)工藝

   煤礦快速裝車系統(tǒng)共由四條皮帶機(jī)組成，分別為由儲(chǔ)煤塔輸出的平行皮帶620/621，上行皮帶701，上行裝車皮帶801，此次HD92-J100/710-DN是應(yīng)用在801皮帶上，其余三條皮帶均采用液力耦合器進(jìn)行控制，皮帶速度3.15m/s，801皮帶速度3.2m/s.
  
                  

  正常情況下運(yùn)行順序： 

1、列車到位，裝車溜槽下放，倉(cāng)門打開；
2、依次啟動(dòng)801、701、620/621皮帶，間隔1~2分鐘；
3、啟動(dòng)給煤機(jī)和液壓站，開始經(jīng)620/621皮帶由儲(chǔ)煤倉(cāng)向外輸送；
4、煤炭經(jīng)過701、801皮帶至緩沖倉(cāng)，一定量后進(jìn)入定量倉(cāng)，定量倉(cāng)重量達(dá)到80T后緩沖倉(cāng)與定量倉(cāng)閘門合，定量倉(cāng)內(nèi)煤炭經(jīng)裝車溜槽進(jìn)入列車；
5、火車前行準(zhǔn)備下一節(jié)車皮；

   煤礦裝車系統(tǒng)共有四臺(tái)給煤機(jī)在儲(chǔ)煤倉(cāng)進(jìn)行工作，全部開動(dòng)時(shí)出煤量約為4000t/h，裝車緩沖倉(cāng)容量300t，并且邏輯上做到250T給煤機(jī)停機(jī)，300T整套裝車系統(tǒng)直接停機(jī)。

   該快速裝車系統(tǒng)801皮帶（變頻皮帶）是在原有系統(tǒng)上新增皮帶，系統(tǒng)正常啟動(dòng)時(shí)順序?yàn)?01皮帶—701皮帶—620/621皮帶—給煤機(jī)液壓站，停機(jī)順序?yàn)橄喾错樞颉?br />
  現(xiàn)場(chǎng)801皮帶為單電機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)，上行角度13°，長(zhǎng)度110m~120m，帶寬2000mm，驅(qū)動(dòng)輪轂直徑1000mm，驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率560KW，減速機(jī)減速比為1480/69.24。
    
          
                                            801皮帶機(jī)內(nèi)視         801皮帶機(jī)外視  

  二、 匯川HD92皮帶機(jī)方案

    本方案選用HD92-J100/710-DN高壓變頻器，拖動(dòng)皮帶機(jī)電機(jī)。變頻器可進(jìn)行遠(yuǎn)方/本地切換，除測(cè)試外全部從遠(yuǎn)方進(jìn)行控制。快速裝車系統(tǒng)開始工作時(shí)，由遠(yuǎn)方啟動(dòng)變頻器，并在30s內(nèi)由0HZ升至50HZ，遠(yuǎn)方頻率源綁定數(shù)字設(shè)定頻率，此時(shí)無載啟動(dòng)；裝車系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，由遠(yuǎn)方停止變頻器，并在90s內(nèi)由50HZ降至0HZ；當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生急停時(shí)，系統(tǒng)只停止急停位置以前的各個(gè)工序，對(duì)后端工序不做急停處理；若急停位置在變頻器及變頻器后端，則變頻器重載啟動(dòng)，直至皮帶上全部煤炭運(yùn)輸完才會(huì)開始啟動(dòng)前段工序，啟動(dòng)期間屬于過載啟動(dòng)。 變頻器放置圖

               

             
        
   HD92系列高壓變頻器是匯川技術(shù)厚積薄發(fā)，經(jīng)過多年技術(shù)積累，推向市場(chǎng)的高性能矢量型高壓變頻器。HD92具備磁鏈閉環(huán)矢量控制技術(shù)集成了轉(zhuǎn)子矢量與DTC的優(yōu)點(diǎn)，特別適合高壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。在使用中，HD92高壓變頻器轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快速，對(duì)速度、電流（力矩）的控制都有完美表現(xiàn)，特別適合皮帶機(jī)等高性能應(yīng)用場(chǎng)合！

  三、 現(xiàn)場(chǎng)照片
 
                    
 
             

  四、 方案優(yōu)勢(shì)

  變頻調(diào)速作為近二十年來興起的一門新技術(shù)，它是通過改變電源頻率來實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)節(jié)，因其具有調(diào)速平穩(wěn)、瞬態(tài)穩(wěn)定性高、節(jié)能等特性越來越被人們所重視。相比較起傳統(tǒng)的液力耦合器作為傳動(dòng)裝置的作法，其優(yōu)勢(shì)如下：

   1) 真正實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的軟起動(dòng)。運(yùn)用變頻器的軟起動(dòng)功能，將電機(jī)的軟起動(dòng)和皮帶機(jī)的軟起動(dòng)合二為一，通過電機(jī)的慢速起動(dòng)，帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢起動(dòng)，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機(jī)在起動(dòng)過程中形成的張力波極小，幾乎對(duì)皮帶不造成損害，從而減少了對(duì)皮帶的維護(hù)量。

  2) 降低皮帶帶強(qiáng)。采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，由于變頻器的起動(dòng)時(shí)間在1s～3200s可調(diào)，通常皮帶機(jī)起動(dòng)時(shí)間在60s～200s內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定，皮帶機(jī)的起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，大大降低對(duì)皮帶帶強(qiáng)的要求，降低設(shè)備初期投資。

   3) 降低設(shè)備的維護(hù)量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機(jī)械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長(zhǎng)，大大降低設(shè)備維護(hù)量。同時(shí)，利用變頻器的軟起動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟起動(dòng)，起動(dòng)過程中對(duì)機(jī)械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，僅皮帶一項(xiàng)年節(jié)約費(fèi)用就達(dá)一萬多元。

   4) 啟動(dòng)平滑，轉(zhuǎn)矩大，沒有沖擊電流，可實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)。

   5) 節(jié)能。在皮帶機(jī)上采用變頻驅(qū)動(dòng)后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個(gè)方面。

   a、 提高系統(tǒng)功率因數(shù) 

   通常情況下，煤礦用電機(jī)在設(shè)計(jì)過程中放的裕量比較大，工作時(shí)絕大部分不能滿載運(yùn)行，電機(jī)工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載經(jīng)常很小，也有部分時(shí)間空載運(yùn)行。由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性知道，電機(jī)只有在接近滿載時(shí)才是效率最高、功率因數(shù)最佳，輕載時(shí)降低，造成不必要的電能損失。這是因?yàn)楫?dāng)輕載時(shí)，定子電流有功分量很小，主要是勵(lì)磁的無功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，在整個(gè)過程中功率因數(shù)達(dá)0.9以上，大大節(jié)省了無功功率。

   b、 提高系統(tǒng)效率

   采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，電機(jī)與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力耦合器這個(gè)環(huán)節(jié)。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的，且主要是通過液體來傳動(dòng)，液體的傳動(dòng)效率比直接硬聯(lián)接的傳動(dòng)效率要低許多，因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，系統(tǒng)總的傳遞效率要比液力耦合器驅(qū)動(dòng)的效率要高5%～10%。

   另外，礦井通常離變電站距離較遠(yuǎn)，不同時(shí)段電壓波動(dòng)較大，利用變頻器的自動(dòng)穩(wěn)壓功能，也有部份節(jié)能作用。

   五、結(jié)束語

   匯川技術(shù)的HD92高壓變頻器，采用電容等長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)方案，具備磁鏈閉環(huán)矢量控制、等國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，為皮帶機(jī)領(lǐng)域提供了更優(yōu)的選擇。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐證明，HD92高壓變頻器完全滿足礦用提升機(jī)的應(yīng)用要求！

  深圳市匯川技術(shù)股份有限公司專注于工業(yè)自動(dòng)化控制產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，定位服務(wù)于中高端設(shè)備制造商，以擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)為基礎(chǔ)，以快速為客戶提供個(gè)性化的解決方案為主要經(jīng)營(yíng)模式，實(shí)現(xiàn)企業(yè)價(jià)值與客戶價(jià)值共同成長(zhǎng)。匯川在全國(guó)擁有66個(gè)辦事處，236家授權(quán)代理商，90家全國(guó)聯(lián)保中心。欲進(jìn)一步了解匯川，請(qǐng)?jiān)L問 www.inovance.cn。