4JDM-20裝運絞車變頻傳動在車集選煤廠的應(yīng)用

楊鵬飛 劉獻(xiàn)普

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

1 裝運系統(tǒng)采用變頻傳動的必要性

車集選煤廠隸屬于河南煤業(yè)化工集團(tuán)永煤公司，屬礦井型動力煤選煤廠。2011年全年入選原煤280余萬噸，綜合產(chǎn)率高達(dá) 92%以上。裝運系統(tǒng)作為全廠產(chǎn)品煤對外銷售的紐帶，如何提高火車裝運效率，保證裝運設(shè)備完好運行是廠內(nèi)技術(shù)人員攻關(guān)難題。

我廠裝運系統(tǒng)一直采用雙速電機YD250M-8/4，額定電壓380V，額定功率34/24kW；電氣傳動采用高低速轉(zhuǎn)換電氣互鎖控制電路。這種電氣控制方式雖然運行可靠，安全性也較高；但就其缺點來說，電動機頻繁起動，對電氣元件的沖擊大，日常維護(hù)量大，長期將降低裝運系統(tǒng)運行完好性等等。采用先進(jìn)的變頻傳動技術(shù)，利用變頻器對電機進(jìn)行調(diào)速控制，改變以往頻繁起動電動機，減少電氣元件維護(hù)量，提高裝運火車效率，保證產(chǎn)品煤銷售。

2 4JDM-20裝運絞車變頻傳動技改

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

2.1 就地操作

1）在“就地”方式下，按“電源開”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）裝車完畢后，先按“停止”按鈕，正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)指示燈滅，同時“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)傳動速度

1）本電動機為變頻調(diào)速用特種電動機，額定工作電壓為AC380V，防護(hù)等級不低于IP44，電源為50Hz，對應(yīng)繩速為 0.155m/s；電源為 25Hz時，對應(yīng)繩速為0.078m/s；電源為100Hz時，對應(yīng)繩速為0.313m/s。

2）正常裝車速度：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之間無級調(diào)速，并且確保為恒轉(zhuǎn)矩輸出。

3）空車及回繩速度為0.313m/s，電動機輸出為37kW恒功率輸出。

3 結(jié)合選煤廠裝運條件進(jìn)行設(shè)備選型

結(jié)合我廠裝運系統(tǒng)絞車軌道長度以及裝載能力，對此次技改相關(guān)設(shè)備進(jìn)行選型（見表1）。

表1 相關(guān)設(shè)備選型

4 投入裝運后取得的效果分析

1）節(jié)能效果顯著，增加經(jīng)濟(jì)效益

交流異步電動機的節(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）減小起動電流，提高供電質(zhì)量

當(dāng)電機通過工頻直接起動時，它將會產(chǎn)生4～7倍的電機額定電流。電機工頻起動時，電流劇增的同時，電壓也會大幅度波動，電壓下降的幅度將取決于起動電機的功率大小和配電網(wǎng)的容量。電壓下降將會導(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、接近開關(guān)和接觸器等均會動作出錯。而采用變頻調(diào)速后，改變以往頻繁起動電機情況，通過調(diào)頻旋鈕平滑調(diào)整電機運行頻率，使電機能在零頻零壓時逐步起動，最大程度上減小起動電流，消除電壓下降。

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

在裝運絞車變頻投入生產(chǎn)后，出現(xiàn)司磅員難以合理調(diào)整絞車運行頻率，對裝車造成較大影響。究其原因在于煤量大小不均勻，經(jīng)研究決定對我廠裝運系統(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)計加工導(dǎo)料槽并適當(dāng)加寬，現(xiàn)場選取合適下料槽傾斜角度，保證產(chǎn)品煤裝運流暢。

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

4）提高系統(tǒng)性能，延長設(shè)備壽命

變頻調(diào)速則可以在零速零電壓起動。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負(fù)載進(jìn)行工作。使用變頻調(diào)速能充分降低起動電流，提高繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機的維護(hù)成本將進(jìn)一步降低、電機的壽命則相應(yīng)增加。

通過工頻起動時對電機或相連的機械部分軸或齒輪都會產(chǎn)生劇烈的振動。這種振動將進(jìn)一步加劇機械磨損和損耗，降低機械部件和電機的壽命。變頻調(diào)速能在零速起動并按照用戶的需要進(jìn)行均勻地加速，停止方式也可以受控，能減少對機械部件和電機的沖擊，從而使整個系統(tǒng)更加可靠，壽命也會相應(yīng)增加。

5 結(jié)論

裝運絞車采用變頻傳動控制方式，起到了良好收益。具有安裝容易、占位小、操作方便靈活，運行方式可靠，維護(hù)簡單、故障率低等。我廠結(jié)合設(shè)備要求，自行解決運行頻率難以控制技術(shù)難題，通過技改導(dǎo)料槽實現(xiàn)裝運變頻控制。絞車變頻控制不僅強化我廠設(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裝運效率，增加了裝運火車數(shù)量，增加了產(chǎn)品煤銷售量。

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