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   摘要：本文著重闡述了匯川技術HD90系列高壓變頻器在陜煤集團何家塔煤礦快速裝車站的皮帶機上應用，HD90系列高壓變頻器在該應用上的優異性能表現，為客戶安全生產提供了保證，同時也為快速裝車站電網穩定提供了保證。
關鍵詞：煤炭行業 皮帶機 高壓變頻器 重載啟動

  前言：文中提到的煤礦是一座年產300萬噸的中型煤礦。快速裝車站是煤礦現代化的標志性建筑，設計裝車量500萬噸/年。根據實際使用需求，皮帶機需要快速啟停，同時考慮到系統各方面原因，皮帶機還要具有重載啟動的能力，以備因系統原因急停后重新啟動；此外，快速裝車站上級電網投入時間較長，容量配比較小，所以還對皮帶機啟動沖擊有要求，以防止沖擊電網造成系統斷電。此應用現場對變頻器快速加減速、重載啟動時電流控制和啟動沖擊都有嚴格要求。現場電機為佳木斯電機廠560KW/10KV電機，根據設計需求，現場選用HD90-J100/710-DN作為皮帶機電機控制變頻器。在此現場，匯川技術HD90系列高壓變頻器優異的性能表現為現場客戶帶來了效益。

  一、 裝車站皮帶機工藝

  煤礦快速裝車系統共由四條皮帶機組成，分別為由儲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HD90-J100/710-DN是應用在801皮帶上，其余三條皮帶均采用液力耦合器進行控制，皮帶速度3.15m/s，801皮帶速度3.2m/s.
   
                    

  正常情況下運行順序： 

1、列車到位，裝車溜槽下放，倉門打開；

2、依次啟動801、701、620/621皮帶，間隔1~2分鐘；

3、啟動給煤機和液壓站，開始經620/621皮帶由儲煤倉向外輸送；

4、煤炭經過701、801皮帶至緩沖倉，一定量后進入定量倉，定量倉重量達到80T后緩沖倉與定量倉閘門合，定量倉內煤炭經裝車溜槽進入列車；

5、火車前行準備下一節車皮；

  煤礦裝車系統共有四臺給煤機在儲煤倉進行工作，全部開動時出煤量約為4000t/h，裝車緩沖倉容量300t，并且邏輯上做到250T給煤機停機，300T整套裝車系統直接停機。

  該快速裝車系統801皮帶（變頻皮帶）是在原有系統上新增皮帶，系統正常啟動時順序為801皮帶—701皮帶—620/621皮帶—給煤機液壓站，停機順序為相反順序。

  現場801皮帶為單電機驅動皮帶機，上行角度13°，長度110m~120m，帶寬2000mm，驅動輪轂直徑1000mm，驅動電機功率560KW，減速機減速比為1480/69.24。
 
          
                                       801皮帶機內視              801皮帶機外視  

  二、 匯川HD90皮帶機方案

  本方案選用HD90-J100/710-DN高壓變頻器，拖動皮帶機電機。變頻器可進行遠方/本地切換，除測試外全部從遠方進行控制。快速裝車系統開始工作時，由遠方啟動變頻器，并在30s內由0HZ升至50HZ，遠方頻率源綁定數字設定頻率，此時無載啟動；裝車系統停機時，由遠方停止變頻器，并在90s內由50HZ降至0HZ；當系統發生急停時，系統只停止急停位置以前的各個工序，對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，直至皮帶上全部煤炭運輸完才會開始啟動前段工序，啟動期間屬于過載啟動。

  變頻器放置圖
 
                

           

  三、 現場照片
  
                    

             

  四、 方案優勢

  變頻調速作為近二十年來興起的一門新技術，它是通過改變電源頻率來實現速度的調節，因其具有調速平穩、瞬態穩定性高、節能等特性越來越被人們所重視。相比較起傳統的液力耦合器作為傳動裝置的作法，其優勢如下：

  1) 真正實現了帶式輸送機系統的軟起動。運用變頻器的軟起動功能，將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一，通過電機的慢速起動，帶動皮帶機緩慢起動，將皮帶內部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害，從而減少了對皮帶的維護量。

  2) 降低皮帶帶強。采用變頻器驅動之后，由于變頻器的起動時間在1s～3200s可調，通常皮帶機起動時間在60s～200s內根據現場設定，皮帶機的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強的要求，降低設備初期投資。

  3) 降低設備的維護量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機械的壽命轉化為電子的壽命，壽命很長，大大降低設備維護量。同時，利用變頻器的軟起動功能實現帶式輸送機的軟起動，起動過程中對機械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機系統機械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅動后，僅皮帶一項年節約費用就達一萬多元。

  4) 啟動平滑，轉矩大，沒有沖擊電流，可實現重載啟動。

  5) 節能。在皮帶機上采用變頻驅動后的節能效果主要體現在系統功率因數和系統效率兩個方面。

  a、 提高系統功率因數 

  通常情況下，煤礦用電機在設計過程中放的裕量比較大，工作時絕大部分不能滿載運行，電機工作于滿電壓、滿速度而負載經常很小，也有部分時間空載運行。由電機設計和運行特性知道，電機只有在接近滿載時才是效率最高、功率因數最佳，輕載時降低，造成不必要的電能損失。這是因為當輕載時，定子電流有功分量很小，主要是勵磁的無功分量，因此功率因數很低。采用變頻器驅動后，在整個過程中功率因數達0.9以上，大大節省了無功功率。

  b、 提高系統效率

  采用變頻器驅動之后，電機與減速器之間是直接硬聯接，中間減少了液力耦合器這個環節。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，液體的傳動效率比直接硬聯接的傳動效率要低許多，因而采用變頻器驅動后，系統總的傳遞效率要比液力耦合器驅動的效率要高5%～10%。

  另外，礦井通常離變電站距離較遠，不同時段電壓波動較大，利用變頻器的自動穩壓功能，也有部份節能作用。

  五、結束語

  匯川技術的HD92四象限高壓變頻器，采用薄膜電容等長壽命設計方案，具備磁鏈閉環矢量控制、AFE回饋等國際領先技術，為礦用提升機領域提供了更優的選擇。現場應用實踐證明，HD92四象限高壓變頻器完全滿足礦用提升機的應用要求！

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