1、傳統(tǒng)
帶式輸送機存在的問題
傳統(tǒng)的帶式輸送機控制系統(tǒng)在啟動、運行過程中存在著對電網、電動機、減速機、膠帶的沖擊，電能浪費嚴重、維護費用高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
(l)帶式輸送機在運輸系統(tǒng)設計時一般是按最大運量考慮的，而減速機和電動機的選型原則是等級靠大不靠小，所以帶式輸送機配置的驅動電動機一般均有20%～45%富余量，加上帶式輸送機經常處于輕載、空載運行狀態(tài)，導致電動機經常處于50%以下的低效率工作狀態(tài)。
(2)膠帶是一個彈性體，在靜止時內部貯存了大量能量，啟動時這些能量將很快釋放出來，在膠帶上形成張力波并迅速沿著膠帶傳輸出去，而過大的張力波極易引起膠帶的老化和斷裂。
(3)傳統(tǒng)帶式輸送機的啟動方式是直接啟動、降壓啟動（電子式軟啟動器同樣屬降壓啟動設備）。直接啟動、降壓啟動的啟動過程通常在3～6s完成，在啟動過程中產生的突跳轉矩使軸承、齒輪磨損加重甚至損壞，減速箱故障率高，膠帶磨損嚴重甚至拉斷，接口易損。而帶式輸送機從啟動至全速的加速時間工況要求大于60s，所以傳統(tǒng)的啟動方式與工況不相適應。
(4)帶式輸送機在運行過程中，空載、輕載、重載狀態(tài)下均為高速運行，而空載和輕載時對電動機、減速機、滾筒、托輥、膠帶等設備產生了不必要的磨損和電能消耗，縮短了設備的使用壽命。
針對傳統(tǒng)帶式輸送機存在的問題，為減輕職工的勞動強度，同時實現(xiàn)節(jié)能降耗之目的，我們選用了與焦作市斯達自控設備有限公司合作研發(fā)的帶式輸送機變頻調速智能控制節(jié)電裝置，實際使用取得了良好的經濟、社會效益。
2、新型帶式輸送機變頻調速智能控制節(jié)電裝置的技術原理
(1)變頻調速智能控制節(jié)電裝置集成了變頻技術、自動控制技術、計算機網絡技術和顯示技術為一體，對帶式輸送機的啟動、停止、運行全過程實時監(jiān)測與控制，原理框圖見圖1。
(2)變頻調速智能控制節(jié)電裝置能根據(jù)電動機的運行特性，對其電流、電壓、功率因數(shù)、扭矩等進行檢測、計算。計算出輸送機在啟動、運行過程中所需要的能量并及時饋送相應的動力，其基本控制思想是：當帶式輸送機負載（來料）增加或減少時，膠帶張力發(fā)生變化，電動機扭矩增加或減小，使變頻器輸出電流發(fā)生變化，智能裝置檢測到變頻器輸出電流、電壓變化后，結合其他電動機、膠帶運行狀況，推算并設定當前載荷量對應的輸出動力，即變頻器輸出電壓口、頻率，，閉環(huán)控制使變頻器實際輸出v/f值與給定值保持一致，電動機在極短的時間內達到設計工作狀態(tài)，實現(xiàn)了變頻器輸出電壓、頻率、電流隨負載增大而增大，隨負載減小而降低，從而實現(xiàn)了較高的節(jié)能效果。圖Z為負荷轉矩M（載荷量）與調速特性v/f關系圖。
閉環(huán)控制提高了電動機的工作效率，降低了電能損耗。該裝置具有人工智能化功能，能連續(xù)自動監(jiān)測負載變化，在一定的區(qū)間內負載增加或減小時，能自動降低或提高變頻器輸出電壓、頻率等，使帶式輸送機始終工作在最佳狀態(tài)，該裝置無需外接傳感器即可實現(xiàn)電動機參數(shù)自動識別，帶式輸送機轉速隨負載變化而變化。為防止空載時過低速度造成拖動電動機因散熱不好而發(fā)熱，變頻器輸出頻率控制在27Hz以上（可根據(jù)不同類型電動機設定），同樣為防止超載時過高速度造成拖動電動機超頻運行而引起電動機、減速機、膠帶等損壞，變頻器輸出最高頻率控制在50～60Hz（可根據(jù)不同類型負載機械特性設定）。
(3)為了確保變頻器輸出交流曲線的平滑，變頻器輸出端裝有較大容量的濾波電容，而變頻器中的濾波電容與電動機進行無功能量交換，減少了實際從電網輸入的電流，從而減小了電網與變頻器間的線損和供電變壓器的銅耗，也減小了無功電流上串電網，提高了功率因數(shù)和電能的質量。
(4)調整輸送機啟動時間（軟啟動），有效減少了電動機啟動電流，降低了線路損耗、變壓器銅損和鐵損，實現(xiàn)了節(jié)能。實施軟啟動、低速運行，減少了減速機齒輪強力碰撞和摩擦；消除了膠帶張力波、減少了摩擦，延長了電動機、減速機、膠帶的使用壽命。
3、智能控制的基本功能
(1)操作功能：該裝置具有現(xiàn)場工頻控制、手動控制和智能白動控制，同時可實現(xiàn)網絡遠程控制與其他控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
(2)保護功能：該裝置具有對電動機、減速機、帶式輸送機的保護等。
(3)參數(shù)設置及存儲功能：該裝置具有對負載電流、電壓、頻率、啟動時間等設置與運行數(shù)據(jù)存儲的功能，同時具有電動機、膠帶運行參數(shù)超限報警，報警記錄、跳閘數(shù)據(jù)等存儲功能。
(4)顯示功能：運行狀態(tài)顯示、歷史記錄、曲線顯示。
4、使用效果
2007年這種新型帶式輸送機變頻調速智能控制節(jié)電裝置在焦作煤業(yè)（集團）有限責任公司演馬電廠及小馬公司選煤廠幾條帶式輸送機上進行了推廣使用，運行情況良好，因其節(jié)能降耗顯著、維護量少等，深受現(xiàn)場工程技術人員及管理層歡迎。經河南省發(fā)改委指定的節(jié)能檢測單位實測，功率因數(shù)明顯提高、節(jié)電率均在20%以上。同時有效地延長了帶式輸送機的使用年限、降低了維護費用。
電廠輸煤系統(tǒng)膠帶使用壽命檢測表明：未加節(jié)電裝置前膠帶使用年限為1年，加裝該裝置后已運行4年，膠帶完好、無任何損傷，預計還可運行3～4年，可延長膠帶使用年限7～8倍，年節(jié)約維護費用15%～20%，節(jié)電率有的超過了30%。
5、結論
帶式輸送機變頻調速智能控制節(jié)電裝置結構簡單，便于現(xiàn)場安裝調試，節(jié)能環(huán)保，減少了能源浪費，降低了運行成本和工人的勞動強度，延長了設備使用年限，符合國家節(jié)能減排政策及企業(yè)內部市場化管理核算機制，具有推廣應用價值。
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