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ZJT-30防爆变频调速装置在带式输送机上的应用
发布时间：2013-09-16 08:23 来源：未知
0、概述
裴沟煤矿32采区是裴沟煤矿主要生产采区，担负着矿井生产任务的80%。而32强力带式输送机是裴沟煤矿的关键运输环节，上运运距远，倾角大(分别为L=698 m，a=18°；L=880 m，a=17°)，担当着矿井主要运输任务。强力带式输送机采用兖州煤机厂生产的钢丝绳芯带式输送机，型号为STJ -1000/3 x 250S，带宽1000mm，输送长度600m．平均倾角180，输送量700t/h，带速2.5 m/s，配电机型号YB355M2 - 4(3台)，电机功率250 kW，电压等级660V，转速1480 dmin．巷道为岩巷。驱动方式为液压联轴节、减速器带动滚筒，2组滚筒3台电机头集中驱动，驱动滚筒I双输出轴双机拖动，驱动滚筒Ⅱ单输出轴单电机拖动。
STJ-1000/3×250S型带式输送机由于功率大，距离长且多电机驱动，起动过程特别是重载起动对输送带和带式输送机的机械和电器设备产生很大的冲击，输送带起动时经常出现减速器齿轮、对轮联轴器的胶垫磨损现象，存在着很大安全隐患，而且故障率很高，系统的维护工时投入量大，严重影响设备使用寿命及矿井正常安全生产，必须进行技术改造，消除事故隐患，满足矿井安全生产要求。
1、存在问题分析
由于32带式输送机是集中运输，担负着一个综采、一个炮采、4个掘进的出煤等主要运输任务，队组多，负荷变化大，输送带运行时，其运量、速度变化大，因此对带式输送机的起动性能和速度调整要求很高。但由于采用液压联轴节、减速器和防爆开关等设备直接起动输送机电机，起动时间短，不适应长距离大功率的带式输送机，因此起动性能差，起动时对电网的影响大，对输送带和带式输送机的托辊、滚筒、减速器包括电机在内的机械和电器设备等产生很大的冲击和损伤，特别是当出现重载停车状况时，根本无法起动。并且空载负荷很小时电机也全速运行，浪费很大。而且整个系统的故障率高，维护量大，费时费力，影响生产和安全，并且维护费用很高。
2、技术改造方案确定
通过对上述带式输送机起动时存在的问题及其原因分析可知，带式输送机起动困难主要原因是起动电流、起动压降大，电机起动力矩小。要从根本上解决此问题，必须采用软启动方式来降低输送机的动张力，特别是多电机驱动时，为了减少对电阿的冲击，起动时应有分时慢速起动措施，还要控制输送机起动加速度在0.3 m/s2甚至O.1m/s2以下，解决承载带与驱动带的带速同步问题，减少对元部件的冲击，实现长距离输送机的起动与功率平衡及同步性问题。根据以上技术思路，确定选用防爆变频调速装置做为32带式输送机的驱动设备。结合矿井实际情况及32带式输送运行状况，确定如下技术改造方案：在充分利用原有带式输送机系统的基础上，去掉l台DW-350开关，加装1台交流电抗器、l台ZJr-30型隔爆兼本安智能变频调速装置，以实现电机软起动功能。同时加装2个中间继电器，增加急停按钮、随机�；�、延时的功能。
3、ZJT - 30隔爆兼本安智能变频调速装置结构、工作原理及性能特点
3.1 变频器结构
ZJT - 30型变频调速装置的主电路由充电接触器、进线电抗器、充电电阻、平波电容组和6组SKIIP模块组成2组三相桥式变流电路，其中一组为变频器输出逆变器，另一组为向电网发电反馈的逆变桥。
3.2工作原理
作为交流异步电动机的变频调速开关，采用全数字无速度传感器矢量控制技术和双闭环控制，使系统调速范围宽，调速精度高。本系统采用交一直一交变频原理，整流桥采用SK16/22H全桥整流，利用面接触型电容滤波，再由西门子ABM400P/33型IGBT�？槟姹�，使输送机起动时起动频率从0逐步增加到50HZ．当达到50 Hz时电机转入工频状态运行。电机正常起动运行时，l#电机需68 s投人工频，2#、3#电机分别延时3s，当达到75 s时3台电机全部投入工频，正常运行。变频器在低频运行时，也保证有100%额定力矩输出。最大转矩为额定转矩的2倍，l Hz即可达到1.7倍以上的起动转矩。
3.3主要特点和功能
(1)变频调速装置的软起动时间O。180 s任意可调；变频调速装置的频率调整范围：O~60Hz之间任意可调，并在其频率调整范围内任意设定运行频率，输送机的最高运行速度能达到3 m/s，自动监测电动机运行电流，自动调整电动机运行频率，达到输送机经济安全运行。
(2)变频调速装置启动转矩在低频运转时，有自动转矩提升功能，保证100%额定转矩。
(3)当3台变频调速装置任l台发生故障无法运行时，其余2台能作应急运行（降低运量），3台变频调速装置均具备主机功能。
(4)变频器自身具备的过流、过载、过欠压、电机缺相、短路、系统过热等�；た赏耆〈低车睦〉缈�；保护动作时变频调速装置立即�；�。
4、运行状况及应用效果
裴沟矿32强力带式输送机在采用防爆变频调速装置做驱动控制后，防爆变频调速装置、带式输送机和驱动电机等系统，一直处于正常工作状态，其各种运行参数得到明显的改善。通过变频调速延长了输送机的起动时间，实现了输送带的软起动，重载起动非常平稳，减少冲击，降低了事故发生率，同时消除了起动时对输送带和带式输送机系统托辊、滚筒、减速器包括电机在内的机械和电器等设备的冲击，达到了延长电机、输送带、机械系统使用寿命的目的，从而降低了系统的维护费用，同时投入的维护工时成倍减少。满足了矿井安全生产的需要。
5、效益分析
投入防爆变频调速装置后，通过测试，变频调速装置输入侧电流有很大的差异，输入侧电流比输出侧电流小很多，这样，功率因数的提高，减少了很多无功损耗，节省了大量的能源和用电费用，年节电量约为145.2万kWh，年节约电费约58万元(按0.4元/kWh)；另外，防爆变频调速装置投入运行后，使整个带式输送机系统及驱动电机的故障明显下降，输送带的打卡次数下降十几倍，这样既延长了整个输送带输送系统及驱动电机的使用寿命，同时又保证了正常生产（煤产量）和生产安全，年直接和间接经济效益在25万元以上，因此，年综合经济效益在83万元以上，具有明显的经济效益。同时采用变频调速装置后，整个系统减少了事故，提高了输送带的运行安全系数，保证了安全文明生产，真正体现了明显的安全和社会效益。
