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1煤礦機電設(shè)備傳統(tǒng)控制與偶哇調(diào)速技術(shù)的比較

煤礦生產(chǎn)中設(shè)備的使用年限一般較長、設(shè)備選型較大、甚至?xí)刑蕴^續(xù)使用的設(shè)備在應(yīng)用,這種所謂的小馬拉大車現(xiàn)象的存在,不僅造成了電能的巨大浪費,更是造成了設(shè)備運行效率低下,影響了煤礦生產(chǎn)。由于設(shè)備的更新?lián)Q代較慢,選型較大一般都是大負(fù)荷電機,具有啟動時間長、瞬間電流大,容易導(dǎo)致大功率電機啟動慢,甚至?xí)龤?對機械損傷比嚴(yán)重,更是能嚴(yán)重地影響到電網(wǎng)的正常運行。傳統(tǒng)的設(shè)備控制自動化程度較低,工藝單一,實時性能較差,控制保護(hù)路線比較復(fù)雜,機械轉(zhuǎn)動部件的使用壽命等多方面與自動化控制不太想適合。煤礦機電設(shè)備偶哇調(diào)速技術(shù)的概述偶哇調(diào)速技術(shù)是集微機技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機傳動技術(shù)于一體的綜合應(yīng)用技術(shù),也是將強電、弱電相融合的機電一體的綜合技術(shù)。其實質(zhì)是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用改變工頻電源,將其換成其它頻率的電能控制裝置。它通過將交流電壓改變成直流電壓,再由逆變器轉(zhuǎn)換成頻率、電壓可調(diào)試的交流電壓作為驅(qū)動電源,讓電機獲得無級調(diào)速所需要的電壓和電流的一種高效的調(diào)速方式。它具有以下幾個有點:偶哇調(diào)速技術(shù)使用寬電網(wǎng)電壓,可以適應(yīng)不同的電網(wǎng)狀況;利用偶哇器的軟啟動功能,有效地控制電流,讓電流的最大值也不能超過額定電流,進(jìn)而保護(hù)電機、降低電機的維護(hù)成本;電機的機械振動降低,可以延長設(shè)備的使用壽命;無級調(diào)速,精度高、范圍大、效率高;具有可靠地、人性化的保護(hù)功能,故障率低,有效地保護(hù)供電設(shè)備的安全運行,減少維護(hù)費用,降低運行成本。

2偶哇調(diào)試技術(shù)在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

我國國產(chǎn)的采煤機行走功率最大是2*110KW,偶哇電壓為380V,基本上部分都能實現(xiàn)智能化控制系統(tǒng),能夠很好地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速下恒定轉(zhuǎn)矩調(diào)速,完全能滿足我國現(xiàn)行煤礦需要的“一拖一”的煤機偶哇調(diào)速。如太原礦山機器集團(tuán)生產(chǎn)的MGTY300/730-1.1D就在開灤集團(tuán)的煤礦上得到了應(yīng)用。二是在電機車中的應(yīng)用。由于井下的特殊工作環(huán)境,電機車調(diào)速系統(tǒng)一直處于頻繁的啟動、制動和加減速等狀態(tài)之下,因為要求電動機啟動具有較強的承載能力。偶哇調(diào)試技術(shù)在提升系統(tǒng)中的應(yīng)用提升系統(tǒng),尤其是提升機,擔(dān)負(fù)著井下與井上的提升工作,可以說是聯(lián)系井上與井下的喉舌,其在煤礦生產(chǎn)中有著極其重要的作用。當(dāng)重車需要在礦井中停車時,偶哇器有高速平滑降至低速,而之后的直流制動信號可以讓提升機停止工作;啟動時,對電機施用直流制動信號,啟動電壓,使提升機運行。同時,為了減少運行中機械之間的沖擊,偶哇器在啟動與停止的過程中,最好要做到S形加、減速曲線。而當(dāng)提升機運行到終點的時候,要及時地給出一個減速信號,偶哇器一般就根據(jù)信號改變了運行速度;如果在收到信號后,沒有改變運行速度,則偶哇器會自動啟動、自動減速程序,逐步實現(xiàn)低速運行的要求。而且,提升機電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制,可以實現(xiàn)提升全過程的位置控制、速度控制,并采用動態(tài)畫面監(jiān)控的保護(hù)功能,可以滿足電磁兼容性的技術(shù)要求。偶哇調(diào)試技術(shù)在輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用礦井的輸送系統(tǒng)一般指輸送機、膠帶機以及電機車等,而偶哇調(diào)試技術(shù)在輸送系統(tǒng)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在軟啟動方面。在輸送機中,軟啟動主要表現(xiàn)在防爆偶哇調(diào)試裝置所起到的作用。防爆偶哇調(diào)速裝置實現(xiàn)了本機操控與遠(yuǎn)程操控的有效結(jié)合。通過直接觸摸屏來設(shè)置偶哇調(diào)速系統(tǒng)來實現(xiàn)本機操控,而在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的時候,要通過工作臺對偶哇調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行外控操作。通過點擊慢速啟動來帶動膠帶機慢啟動,慢慢地釋放膠帶機內(nèi)存儲的能量,這樣的啟動方式緩慢、平穩(wěn)、極大地保護(hù)了設(shè)備的安全性,降低耗電量。在膠帶機中,通過設(shè)置偶哇器輸出電流頻率有零赫茲到設(shè)定的頻率之間的變化時間,可以設(shè)置膠帶機軟啟動的啟動時間。一般設(shè)置在10秒以上,可以減少膠帶機啟動時對電機及各部位造成的影響。由于井下工作的惡劣環(huán)境,經(jīng)常會發(fā)生緊急停車故障,由于耦合器在軟啟動時啟動速度過快,對膠帶機無法起到平衡功率的作用,容易造成過載停車,損害滾筒和聯(lián)軸器等設(shè)備、配件。那么,通過改變偶哇器的輸出頻率來實現(xiàn)電機功率的平衡,可以把電機對膠帶機的損害降低到最低。偶哇調(diào)試技術(shù)在風(fēng)機中的應(yīng)用偶哇調(diào)試技術(shù)在風(fēng)機中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)自動化控制、風(fēng)量閉環(huán)控制、風(fēng)機低頻故障轉(zhuǎn)換、電機過流保護(hù)等幾個方面。PLC通過運行指令來判斷運行機號和運行方式:當(dāng)處于低頻時,驅(qū)動低頻接觸器吸合,延遲幾秒后發(fā)出運行指令,令電機啟動直至設(shè)定好的頻率風(fēng)門絞車開啟扇風(fēng)機進(jìn)入工作狀態(tài);當(dāng)處于工頻方式,則控制風(fēng)機降壓啟動。處于低頻運行時,給定信號能控制風(fēng)量。信號與反饋信號同時進(jìn)入PLC的相關(guān)模塊,并經(jīng)過CPU的調(diào)節(jié)后,及時調(diào)節(jié)好偶哇器輸出頻率,進(jìn)而改變風(fēng)機的轉(zhuǎn)動速度。風(fēng)機低頻運轉(zhuǎn)時,PLC可以自行檢測偶哇器的工作狀況;當(dāng)出現(xiàn)高中時,偶哇器可以自動切斷低頻系統(tǒng),以保證風(fēng)機轉(zhuǎn)入人工頻運行。CPU通過掃描,將相關(guān)數(shù)據(jù)與內(nèi)部電流設(shè)定值相比較,如果超過核定值即進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。偶哇調(diào)試技術(shù)在泵中的應(yīng)用宋杰等人設(shè)計的水泵站的監(jiān)控系統(tǒng),通過偶哇器靈活控制抽水泵的加減速、啟動與停止,來保證井下液位的恒定,降低了由于泵空轉(zhuǎn)時帶來的能量消耗。而當(dāng)PLC控制器的加入,能更加智能和靈活控制偶哇器,從而保證生產(chǎn)的安全、高效運行。

作者：劉亮鞏振鵬單位：山東省萊蕪市萬祥礦業(yè)有限公司