机车电传动
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变频调速永磁电机在皮带运输上的应用

  摘要:传统意义上,煤矿井下皮带输送机所应用电机多为异步电机。当中的主要缺陷在于:电机扭矩较小、结构过于复杂、且能源消耗问题过大。因此,有必要各方人员展开对异步电机替代产品的研究。近年来,基于变频调速的永磁电机驱动系统开始进入各方人员的研究范畴,其在结构、扭矩、节能等方面所具备的突出优势对于保障皮带运输质量而言有重要意义。为此,本文试就变频调速永磁电机在皮带运输上的应用问题展开详细分析与研究,望引起各方特别关注与重视。


  关键词:变频调速永磁电机 皮带运输 控制系统


  当前技术条件支持下,变频调速永磁电机所具有的最显著优势在于:功率因素高、且工作效率高。在煤矿企业生产系统当中,变频调速永磁电机已具备取代传统意义上,交流异步电机的可行性,兼顾了良好的节能与经济优势。基于此,本文试针对皮带输送在变频调速永磁电机过程中的相关问题做详细分析。


  1 变频调速永磁电机应用特性分析


  带式输送机常规意义上所采取的电机设备多为异步电动机设备,在配合齿轮减速器装置、以及液力耦合器设备的基础之上,构成一个完整性的动力驱动系统。此种驱动系统实践应用中的机械故障比较频繁,工作效率较低,且在重载状态下的启动难度比较大。相对于此,建立在变频调速永磁电机基础之上的整个驱动系统可作用于对皮带输送机转动速度的调节工作,去掉了传统意义上的减速器装置、以及液力耦合器设备。


  以某煤矿井下工作面皮带输送机设备为例,在实际工作当中就针对皮带输送机所应用的异步电极进行了改造,将其改造成为变频调速的永磁电机。该同步电动机的额定容量为55kW单位,额定电压为660V单位,额定频率为12Hz单位,转子结构为永磁结构。在该变频调速永磁电机与变频器相互配合运行的过程当中,可有效保障多驱动电机相互之间功率的平衡性。在应用方面的优势主要表现在以下几个方面:


  ①运行效率高。


  ②噪音低。


  ③运行平稳且可靠。


  ④启动转矩高。


  ⑤调速驱动稳定高效。


  2 控制系统应用情况分析


  在煤矿井下工作面皮带输送机设备的运行过程当中,调速装置中应用了现代化的IGBT变频调速理论、以及模糊控制理论。整个变频调速装置主要由以下几个部分所构成(包括变频调速系统、参数设定系统、以及显示系统这三个方面)。变频器的核心设置为基于IGBT的半导体开关器件及其驱动模块,在电流裕量方面有明显的优势。同时,该变频调速系统当中所设置的热管散热器在散热性能、维护性能、实用性能等方面均有显著优势。不但如此,整个调速装置自主电路到控制电路均应用光纤方式实现通信,以良好的抗干扰能力防止控制系统的运行出现误动动作。


  同时,从控制算法的角度上来说,变频调速装置采用了先进性的控制算法,专门针对低转速大转矩三相永磁同步电机的变频调速运行特性,在控制算法方面选择了无线传感器矢量控制与直接转矩控制相结合的控制模式。此种控制算法的主要优势在于:稳态性能突出、低速启动状态下的转矩作用力较大、调速范围宽。


  3 变频调速永磁电机的应用优势


  在将以变频调速永磁电机为基础的皮带运输机应用于煤矿井下生产实践的过程当中,所表现出的主要优势包括以下几个方面:


  ①由于新改造后的系统取消了减速器以及液力耦合器设备,因而在皮带运输过程中的震动与噪音问题大大降低。同时,也使得整个系统正常运行状态下的电耗问题明显降低,运行效率大大提升。


  ②在新改造后系统运行过程当中,永磁电机能够在额定转动速度条件下确保恒转矩特性。即便在低频、低速、乃至低压性的运行状态下,电动机所提供的转矩仍然可满足皮带运输的基本需求。


  ③也正是由于新改造系统省却了一部分的设备,因而在日常维护过程当中,对于这部分零部件磨损的投入维护费用大大降低,进而在一定程度上可有助于皮带运输效率的提升。


  4 结束语


  通过本文以上分析需要认识到:在煤矿井下工作面,


  皮带输送机的运行过程当中,通过对变频调速永磁电机的合理应用,使得皮带输送机内部所具备的减速器装置、以及液力耦合器设备被有效剔除,因此在降低皮带运输噪音,提高输送转矩等方面体现出了显著的优势。总而言之,本文就皮带输送中对变频调速永磁电机的应用展开了简要分析与说明,望能够引起同行人员的关注与重视。


  参考文献:


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