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1煤礦機(jī)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(fèi),更是造成了設(shè)備運(yùn)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(jī),具有啟動(dòng)時(shí)間長、瞬間電流大,容易導(dǎo)致大功率電機(jī)啟動(dòng)慢,甚至?xí)龤?對(duì)機(jī)械損傷比嚴(yán)重,更是能嚴(yán)重地影響到電網(wǎng)的正常運(yùn)行。傳統(tǒng)的設(shè)備控制自動(dòng)化程度較低,工藝單一,實(shí)時(shí)性能較差,控制保護(hù)路線比較復(fù)雜,機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件的使用壽命等多方面與自動(dòng)化控制不太想適合。煤礦機(jī)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(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)于一體的綜合應(yīng)用技術(shù),也是將強(qiáng)電、弱電相融合的機(jī)電一體的綜合技術(shù)。其實(shí)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(dòng)電源,讓電機(jī)獲得無級(jí)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(gè)有點(diǎn):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(dòng)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(jī)、降低電機(jī)的維護(hù)成本;電機(jī)的機(jī)械振動(dòng)降低,可以延長設(shè)備的使用壽命;無級(jí)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(yùn)行,減少維護(hù)費(fèi)用,降低運(yùn)行成本。

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

我國國產(chǎn)的采煤機(jī)行走功率最大是2*110KW,偶哇電壓為380V,基本上部分都能實(shí)現(xiàn)智能化控制系統(tǒng),能夠很好地實(shí)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(jī)偶哇調(diào)速。如太原礦山機(jī)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(jī)車中的應(yīng)用。由于井下的特殊工作環(huán)境,電機(jī)車調(diào)速系統(tǒng)一直處于頻繁的啟動(dòng)、制動(dòng)和加減速等狀態(tài)之下,因?yàn)橐箅妱?dòng)機(jī)啟動(dòng)具有較強(qiáng)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(jī),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(shí),偶哇器有高速平滑降至低速,而之后的直流制動(dòng)信號(hào)可以讓提升機(jī)停止工作;啟動(dòng)時(shí),對(duì)電機(jī)施用直流制動(dòng)信號(hào),啟動(dòng)電壓,使提升機(jī)運(yùn)行。同時(shí),為了減少運(yùn)行中機(jī)械之間的沖擊,偶哇器在啟動(dòng)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(jī)運(yùn)行到終點(diǎn)的時(shí)候,要及時(shí)地給出一個(gè)減速信號(hào),偶哇器一般就根據(jù)信號(hào)改變了運(yùn)行速度;如果在收到信號(hào)后,沒有改變運(yùn)行速度,則偶哇器會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)減速程序,逐步實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行的要求。而且,提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制,可以實(shí)現(xiàn)提升全過程的位置控制、速度控制,并采用動(dòng)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(jī)、膠帶機(jī)以及電機(jī)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(dòng)方面。在輸送機(jī)中,軟啟動(dòng)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(shí)現(xiàn)了本機(jī)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(shí)現(xiàn)本機(jī)操控,而在進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的時(shí)候,要通過工作臺(tái)對(duì)偶哇調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行外控操作。通過點(diǎn)擊慢速啟動(dòng)來帶動(dòng)膠帶機(jī)慢啟動(dòng),慢慢地釋放膠帶機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)的能量,這樣的啟動(dòng)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(jī)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(shí)間,可以設(shè)置膠帶機(jī)軟啟動(dòng)的啟動(dòng)時(shí)間。一般設(shè)置在10秒以上,可以減少膠帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)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(huì)發(fā)生緊急停車故障,由于耦合器在軟啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)速度過快,對(duì)膠帶機(jī)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(shí)現(xiàn)電機(jī)功率的平衡,可以把電機(jī)對(duì)膠帶機(jī)的損害降低到最低。偶哇調(diào)試技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用偶哇調(diào)試技術(shù)在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在系統(tǒng)自動(dòng)化控制、風(fēng)量閉環(huán)控制、風(fēng)機(jī)低頻故障轉(zhuǎn)換、電機(jī)過流保護(hù)等幾個(gè)方面。PLC通過運(yùn)行指令來判斷運(yùn)行機(jī)號(hào)和運(yùn)行方式:當(dāng)處于低頻時(shí),驅(qū)動(dòng)低頻接觸器吸合,延遲幾秒后發(fā)出運(yùn)行指令,令電機(jī)啟動(dòng)直至設(shè)定好的頻率風(fēng)門絞車開啟扇風(fēng)機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài);當(dāng)處于工頻方式,則控制風(fēng)機(jī)降壓啟動(dòng)。處于低頻運(yùn)行時(shí),給定信號(hào)能控制風(fēng)量。信號(hào)與反饋信號(hào)同時(shí)進(jìn)入PLC的相關(guān)模塊,并經(jīng)過CPU的調(diào)節(jié)后,及時(shí)調(diào)節(jié)好偶哇器輸出頻率,進(jìn)而改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。風(fēng)機(jī)低頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),PLC可以自行檢測(cè)偶哇器的工作狀況;當(dāng)出現(xiàn)高中時(shí),偶哇器可以自動(dòng)切斷低頻系統(tǒng),以保證風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)入人工頻運(yùn)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(jì)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(dòng)與停止,來保證井下液位的恒定,降低了由于泵空轉(zhuǎn)時(shí)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(yùn)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