带式输送机的电软启动.pdf

第 2 6卷第 9期 2 0 0 7年 9月 煤炭技术 Co a l T e c h n o l o z v V 0 J ． 2 6。 No ． 9 S e p ， 2 0 0 7 带式输送机 的电软启 动 张 禹南 ，赵 玉平 1 ． 双鸭山矿业集团公司 ，黑龙 江 双鸭 山 1 5 5 1 0 0 ；2 ． 双 鸭山矿业集 团公 司 东荣三矿 ，黑龙江 双鸭 山 1 5 5 1 0 0 摘 要 介绍 了交流 电软启动原理 、 方式 ， 结合 带式 输送机 的特点 ， 说 明选用 软启动在 带式输送 机应用 的好处 。通 过与传统液压启动方 式 比较 ， 指 出了软启动在 带式输送机 上的应用是必然 的发展方 向。 关键词 带式输送机 ；电软启动 ；启 动原理 ；启动方式 中图分类号 T D 5 2 8 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 7 0 9 0 0 4 8 0 2 S o f t S t a r t i n g o f Be l t Co n v e y o r Z HANG Yun a n 。Z HA0 YUp i n g z 1 ． S h u a n g y a s h a n Mi n i n g I n d u s t y Gr o u p C o mp ．S h u a n g y a s h a n 1 5 5 1 0 0，C h i n a ； 2． D o n g r o n g N o ． 3 C o a l Mi n e。S h u a n g y a s h a n Mi n i n g I n d u s t y G r o u p C o mp ．S h u a n g y a s h a n 1 5 5 1 0 0。C h i n a Ab s t r a c t T n e p a p e r i n t r o d u c e s AC S o f t i n g S t a r t p rin c i p l e。t h e s o f t s t a r t i n g mo d e ，c o mb i n e s t h e c h a r a c t e ris t i c s o f b e l t c o n v e y o r ，n o t e s c h o o s e i ng sof t s t a r t i ng b e n e fi t s i n b e l t c o n v e y o r a p p l i c a t i o n ．C o mp a ring w i t h t he t r a d i t i o n a l f o r m o f h y d rau l i c s t a r t i n g，soft s t a r t i n g of the bel t c o n v e y o r a p p l i c a t i o n i s i n e v i t a b l e d i r e c t i o n o f d e v e l o p me n t ． Ke y wo r ds b e l t c o n v e y o r ； s o ft s t a rti n g； s t a rt i n g p i n c i p l e ； s t a rti n g mo d e 0 引言 软启动器于 2 0世纪 7 O 年代末到 8 O年代初投入市场 ， 它 与频率转换器相似 ， 同样 以电子和可控硅为基础 。它填补了 星一三 角启动器 和频率转 换器在 功能实用 性和价格 之间的 鸿沟 。控制 电动机 的 电压 ， 电动机可 以平稳 地启动 ， 还 可用 来“ 软” 停机 ； 具 有可靠 性高 、 维护量小 、 电动机保 护 良好 以及 参数设置 简单等优点 ， 从 根本 上解 决 了传统 的降 压启 动设备 的诸多弊端 。随着 电力 电子技术的快速发展 ， 交 流电软启动 器得到广泛应用 。 了得到 良好 的调速性能 ， 采用 了 由速度 闭环一 电流截止 负反 馈闭环组成 的双闭环控制系统 ， 闭环控制采用 P I 调节方式。 3 根据煤 矿井下 带式输送 机 多机多 点驱动 的要求 ， 采 用功率平衡 的技术 ， 将 1台软 启动器 设为 主机 ， 由它 控制 速 度 ， 其余设为从机 ， 跟 踪主机 电流变 化 ， 保证输 出功率保 持平 衡。多台软启动器 之间以 R S 4 8 5通讯协调工 作 ， 驱动点距 离 可 达 1 ． 2 k m。 4 启动 曲线采用带 “ s ” 特性的恒加 速曲线 ， 为 了有效 地 克服重载启动时的静转矩 ， 控制系统可根据 负载情况 自动采 用“ 突跳 ” 方式启 动。 1 交流 电软启 动的原理 2 电软启动方式 I 软启动器是一种集 电机 软启动 、 软停 车、 轻载 节能和 多种保 护功 能于 一体 的电机控制装 置， 它 的主要 构成是 串接 于 电源与被控 电机 之间 的三相 反并联 晶闸管 及其 电子控制 电路⋯。 2 软启动器实现的技术途径是 可控 硅交 流调 压调速 ， 为 运用串接于电源与被控电机 之间的软启动 器 ， 控 制其 内 部晶闸管的导通角 ， 使 电机输入 电压从零 以预设 函数关 系逐 渐上升 ， 直至启动 结束 ， 赋予 电机 全电压 ， 即为软启动 。在软 启动过程 中， 电机启动 转矩逐 渐增 加 ， 转 速也 逐渐 增加 。软 启动一般有下面几种启动方式 定 的低 压 电 缆 。 缺点 ① 因设置 临时配 电点 ， 较方案二多做 l条联 络巷 ， 断面 l 1 ． 5 r n 2 ， 长度 6 0 m； ②多投入 4台高压配电箱 ， 3台变压 器 ； ③安装 、 拆除工 作复杂 繁锁。 2 方 案二 在 2 6 0 2 1 中副巷车场 附近设置移动变压器进 行 供电 ， 利用 2 6 采 区变电所高压配 电箱进行 配送 电， 因为该 矿没有 闲余 大容 量 移 动 变 压器 ， 考 虑 采用 矿 上 现 有 的 5 0 0 k V A移动变压器 ， 移 动变压器容 量较工作面 总计算负荷容量 小 ， 不能满足要求 。考 虑 2 6 0 2 1 泵 站 、 绞车 、 及 中副巷皮带 等 设备离 2 8临时泵房 变电所 较近 ， 可通过 对 2 8临时泵房 变电 所进行负荷调整 ， 由该变 电所对工作面进行供 电。 优点 ①利用 中副巷车 场布 置移动 变压器 ， 无须 做专 用 硐室 ， 使生产 系统提前形成 ， 为安全 生产赢得 了时间 ； ② 通过 负荷调配 ， 2 6 0 2 1 工作面乳化液泵站 、 中副巷皮带等设备 由离 之较近的 2 8临 时泵 房变电所供 电， 提 高了功率 因数 和设 备 利用率 ； ③采用 2 6 采 区变 电所 高压配 电箱来 控制 移动 变压 器 ， 投入设备少 ， 运行费用低 ； ④解决 了设 置工作面 配电点安 装拆除工程复杂繁琐 ， 需 用高爆 、 变压器设备 台数 多 ， 矿 井设 备 供应 能力 相对 不足之间的矛盾 ， 降低 了租赁费用。 缺点 ①供 电电源来自两个变电所， 不集 中， 不利于管理。 通过方案对 比分析论证 ， 综合 比较 ， 最后选定方案二。 4 效益评价 通过优化工作面机 电设计 ， 2 6 0 2 1 B工作 面、 2 6 0 1 1 工作面 实现 了联合开采 ， 与各 面形成单独 的回采 系统 相比 ①少做 1 条 7 8 0 m的运输顺槽 和 6 0 m临时配电硐室 ， 为安全生产赢得 了时 间； ②使 工作面 提前 2个 多月形成 生产系 统 ， 同时形 成 有效 的隔离带 ， 阻止 了小煤 窑进 一步南下 ， 侵蚀矿井 煤 田； ③ 取消了老 空区煤柱 ， 多采煤炭 1 7 6 2 8 t 。 5 结语 工作 面机 电设计是工作面设计 的重要 组成部分 ， 是煤 矿 实现安全生产的重要环 节 。尤其 对受 小煤 窑影响 较为严 重 可采 资源渐近枯 竭的 中老型 矿井来讲 ， 做好机 电设 计工作 ， 科学选型工作面机电设备， 优化工作面机电设备布置结构， 可以使工作面实现工程和机电设计方案的最佳组合， 有利于 矿井实现合理集中生产 ， 获得较高的投入产出比， 具有十分 重要 的意 义 。 收稿 日期 2 0 0 7 0 6 2 7 ； 修订 日期 2 0 0 7 0 7一l 1 作者简 介 张禹南 1 9 6 3一 ， 男 ， 黑龙江双鸭 山人 ， 工程师 ， 现任双鸭山矿业集 团机 电装备部机械科科长 。 维普资讯 第 2 6 卷第 9期 2 0 0 7年 9月 煤炭技 术 Co a l T e c h n o l o V0 】 ． 2 6． N o ． 9 S e p， 2 0 0 7 基于 E MD方法的煤岩界面识别研究 张艳丽 ，张 守祥 山东 工商学 院 信息 与电子工程学 院，山东 烟 台 2 640 o 5 摘要 简要介绍 了经验模态分解 E m e p i r i c a l M o d e D e c o m p o s i t i o n ， E MD 方法 的基本思想 ， 并对 放顶煤过 程中产生 的 声波信号进行 E M D分解和频谱分析 。E MD方法能把 1 个 复杂的非平稳信 号分解 为有 限个 固有模 态 函数 分量 I n t r i n s i c Mo d e F u n c t i o n ， I M F 之和 ， 分解 出的各个 I MF 分量是平稳 的 ， 具有实际的物理意义。根据各 I M F的频谱 ，可获 得顶煤放 落过程 中产生的声波信号的频率组 成 ， 进行煤岩界面识别。 关键 词 E MD方法 ；声波信 号分解 ；煤岩界面识别 中图分 类号 T D 1 ；T P 9 3 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 88 7 2 5 2 0 0 7 0 9 0 0 4 9 0 3 I d e n t i fic a t i o n o f Co a l a n d Ro c k I n t e r f a c e Ba s e d 0 n Eme p i r i c a l M o d e De c o m p o s i t i o n ZHANG Ya nl i 。ZHANG S h o ux i a n g C o H e g e o f I n f o r ma t i o n＆ E l e c t r o n i c s E n g i n e e ri n g 。S h a n d o n g I n s t i t u t e o f B u s i n e s s a n d T e c h n o l o g y ，Ya n t a i 2 6 4 0 0 5， C h i n a Ab s t r a c t T h e b a s i c t h e o r y o f e me p i r i c a l m o d e d e c o mp o s i t i o n E MDw a s b r i e n Y i n t r o d u c e d ． T h e n E MD a n d fou r i e re q u e n c y s p e c t r u m a n a l y s i s we r e u s e d f o r t h e p r o c e s s i n g o f t h e s o u n d s i g n a l b r o u g h t i n t h e t o p c o a l c a r - i n g． T h e r e s u hs s h o w t h a t EMD me t h o d c a n d e c o mp o s e a c o mp l e x n o n s t a t i o n a r y s i g n a l i n t o s e v e r a l i n t rin s i c mo d e f u n c t i o n s I MF s r e f l e c t i n g t h e i n t ri n s i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e s i g n a l，f r e q u e n c y c o m p o n e n t s o f t h e s o u n d s i g na l c a n b e o b t a i n e d b a s e d o n t h e s p e c t rum o f I MFs ，a n d t h e i d e n t i fic a t i o n o f c o a l a n d roc k i n t e r f a c e c a n b e r e a l i z e d． Ke y wo r ds EMD me t h o ds o u n d s i g n al d e c o mp o s i t i o n；i d e n t i fic a t i o n o f c o al a n d roc k i n t e r f a c e 0 前 言 综采 放顶煤 开采存在 的难 题是如何 根据煤 炭放落程 度 控制放煤 口的放煤 时间。目前 ， 顶煤放落程 度全靠人 工 目测 来 判断和控 制。由于采煤 工作 面灰尘 大 ， 条件 恶劣 ， 人 工很 难准确 判断 顶煤放落程度 ， 因此不可避免地导致放煤过程 中 1 斜坡 升压 软启动 。这种启 动方 式最简 单 ， 不具备 电 流闭环控制 ， 仅 调整 晶闸管 导通角 ， 使 之与 时间成 一定 函数 关系增加 。其 缺点 是 ， 由于不限流 ， 在 电机启动过程 中， 有时 要产 生较 大的冲击 电流使 晶 闸管损坏 ， 对 电 网影 响较 大 ， 实 际很 少应用 。 2 斜坡恒流软启动 。这种启动方 式是在 电动机启动 的 初始阶段启动 电流逐渐增加 ， 当电流达到预先所 设定 的值后 保持恒定 ， 直 至启动 完毕 。启 动过程 中， 电流 上升变 化 的速 率可 以根据 电动机负载调整设定 。电流上升速率 大 ， 则启 动 转矩大 ， 启动 时间短 。该 启动 方式是 应用 最多 的启动 方式 ， 尤其适用于风机 、 泵 类负载的启动。 3 阶跃启动 。开机 ， 即以最短时 间， 使启动 电流迅速 达 到设定值 ， 即为 阶跃 启动 。通 过调节 启动 电流设 定值 ， 可 以 达到快速 启动效果 。 4 脉冲冲击启 动 。在启 动开 始阶段 ， 让晶 闸管在 极 短 时间内 ， 以较大 电流导通 一段 时间后 回落 ， 再按 原设 定值线 性上升 ， 连人 恒 流启 动 。该 启动 方 法在 一般 负 载 中较少 应 用 ， 适用于重载并需 克服较大静摩擦 的启动 场合 。 3 带式输送机 中软启 动的作用 3 ． 1 带式输送机 的安全运转得 到了保证 1 改善 了皮带 启动 和停 车时对 减速机 、 滚 筒及其 它转 动部件 的张力 冲击 ， 使 日常维修 费用 减少 ， 提 高工作效 率 和 延长使用 寿命 。 2 大大降低 了对 胶带强度 的要求 。在 安全系数 不变 的 情况下 ， 对于棉帆布带 、 尼龙 帆 布带、 聚酯帆布 带 ， 均 可以减 少胶带 的层数 ， 对 于钢丝绳 胶带 ， 可 以降低 其纵 向拉伸 强度 ； 在不改变胶带 的情况下 ， 提高了胶带的安全系数。 3 没有 滑动损 失 ， 减少 了胶带 的损 伤和各传 动部 分 的 磨损 。 4 解决 了长距离带式输送机惯 量大 、 启 动困难 的问题 ， 又可 以使传 动滚筒的围包角大幅减小 ， 使双驱动 方式变为单 驱动方式 成为可能 。 3 ． 2 带式输送机使用软启动后其它特性 1 解决过 载保护 问题 。当带式 输送机运输 量在某 一段 时间内过载时 ， 交流电软启动方式具有过载保护 的功能 。 2 解决 多 点驱 动 的顺序 启 动、 均衡 负 荷 、 同步传 动 问 题 。交流 电软启动器具有柔性传动 、 自动适应 和过 载保 护功 能 ， 故可以利用交 流 电软启 动器对 多点 驱动进行 顺 序启 动 ， 降低启动 电流对 电网的冲击 。 3 采用软启动方式 ， 可以降低带式输 送机 的功 率 ， 解决 长距离带式输送机 启动 负荷大 、 启 动困难 的 问题 ， 用较 小容 量 的电机在接近额定工况下工作 ， 提高电机的功率因数 。 4 软启 动与传统减压启 动方式的不 同 带式输送机 电机传 统的减 压启动 方式有 Y 一△启动 、 自 耦减压启动 、 电抗 器启 动等。这些 启动方式都 属于有级 减压 启动 ， 存在 明显缺点 ， 即启 动过程 中出现二 次 冲击 电流。软 启动与传统减压启动方式 的不 同之处如下 1 无冲击 电流。软启 动器在 启动 电机 时 ， 通过逐 渐增 大 晶闸管导通角 ， 使 电机启 动电流从零线性 上升至设定值 。 2 恒流启动 。软 启动 器可 以引入 电流 闭环 控制 ， 使 电 机在启动过程 中保持恒流 ， 确保 电机 平稳启动 。 3 根据负载情 况及 电 网继 电保 护特性 选择 ， 可 自由地 无级调整至最佳 的启动 电流 。 5 结束语 随着我 国经济的快速发展 ， 煤炭行 业对带式 运输机 的要 求越来 越高 ， 而传 统的 降压启动 设备 由于 固有 的弱点 ， 已无 法满足现代化煤矿运输的需要 ， 所 以选 择智能 型电动机启 动 设备是必然 的发展方 向。 参 考 文 献 [ 1 ] 陆春海 ． Z J T一3 0变频器软启动带式输送机应 用浅析 [ J ] ．矿山 机 械， 2 0 0 6 ， 6 9 89 9 ． [ 2 ] 雷 晓树 ． 软启动在长距离带式输送 机上 的应用分析 [ J ] ． 煤 质 技术， 2 0 0 6 ， 5 6 06 2 ． [ 3 ] 张东进 ．带式输送机软启动装置的分析与选用[ J ] ．煤矿机电 ， 收稿 日期 2 0 0 7 0 51 0 ； 修订 日期 2 0 0 7 0 7 0 6 作者简 介 张艳g 1 9 8 0 一 ， 女， 山东济宁人 ， 助教， 硕士研究生， 主要从事计算机控制技术 、 信号处理等方面的教学与研究工作 。 采 维普资讯