皮帶維護(hù)費(fèi)神費(fèi)力？永磁同步電機(jī)在高強(qiáng)皮帶的應(yīng)用 — 高效、節(jié)能、低噪音、免維護(hù)...

傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)液力偶合器，減速器將動(dòng)力傳送給滾筒帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)，這種傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式明顯的缺點(diǎn)是：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高耗能，啟動(dòng)不平穩(wěn)，重載啟動(dòng)困難等缺點(diǎn)影響著驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體效率，礦方日常對(duì)減速器，偶合器，齒輪等部件的維護(hù)及更換頻率非常高。經(jīng)技術(shù)改造后的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了無齒輪永磁同步電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，即驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由永磁同步電機(jī)與變頻器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞，因?yàn)槿サ袅藴p速器，液力偶合器，整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有高效，節(jié)能；低噪音，免維護(hù)；輸出轉(zhuǎn)矩大，啟動(dòng)平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。

系統(tǒng)組成和特性

無齒輪永磁同步電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)調(diào)速裝置，用于煤礦皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，主要由變頻器、無齒輪永磁同步電機(jī)和皮帶機(jī)頭組成，和傳統(tǒng)的皮帶調(diào)速系統(tǒng)相比去掉了減速器、液力耦合器和同步齒輪。

永磁同步驅(qū)動(dòng)機(jī)頭

傳統(tǒng)異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)頭

無齒輪永磁電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理

系統(tǒng)采用的是自控式交直交電壓型電機(jī)控制方式，由整流橋、三相逆變電路、控制電路、三相交流永磁電機(jī)和位置傳感器構(gòu)成。50HZ的市電經(jīng)整流后，由三相逆變器給電機(jī)的三相繞組供電，三相對(duì)稱電流合成的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永久磁鋼所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，拖動(dòng)轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，通過位置傳感器實(shí)時(shí)讀取轉(zhuǎn)子磁鋼位置，變換成電信號(hào)控制逆變器功率器件開關(guān)，調(diào)節(jié)電流頻率和相位，使定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)保持不亂的位置關(guān)系，才能產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩，定子繞組中的電流大小是由負(fù)載決定的。定子繞組中三相電流的頻率和相位隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化的，使三相電流合成一個(gè)與轉(zhuǎn)子同步的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，通過電力電子器件構(gòu)成的逆變電路的開關(guān)變化實(shí)現(xiàn)三相電流的換相，代替了機(jī)械換向器。

直驅(qū)電動(dòng)滾筒形式

新、舊系統(tǒng)的比較

提高傳動(dòng)效率，降低電能浪費(fèi)

傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率為70%以下，所用的Y系列異步電機(jī)的能耗僅為國際IE1級(jí)(相當(dāng)于國家三級(jí)能耗)。而該系統(tǒng)的傳動(dòng)效率在93%左右，采用的永磁同步電機(jī)能耗達(dá)到國際IE4(高于國家一級(jí)能耗標(biāo)準(zhǔn))，綜合節(jié)能率比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提高了20%以上。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、免維護(hù)

該系統(tǒng)運(yùn)用變頻器控制啟動(dòng)，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)傳動(dòng)的緩慢勻速起動(dòng)，避免了電機(jī)起動(dòng)的瞬間大電流給電網(wǎng)帶來的沖擊，以及轉(zhuǎn)矩瞬時(shí)劇增給傳動(dòng)系統(tǒng)帶來的機(jī)械沖擊，由此降低了系統(tǒng)的電網(wǎng)故障和機(jī)械故障，同時(shí)由于比原系統(tǒng)減少了液力耦合器及減速器，從而降低了維護(hù)成本。

實(shí)現(xiàn)功率平衡

當(dāng)該系統(tǒng)采用多電機(jī)主從控制驅(qū)動(dòng)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)功率平衡，能避免多電機(jī)因出力不平衡而造成的電機(jī)的損壞。

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大

該系統(tǒng)的永磁同步電動(dòng)機(jī)能恒定輸出額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩2.8倍的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用的異步電動(dòng)機(jī)在同功率條件下的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是額定負(fù)載的55%，不能滿足系統(tǒng)的正常起動(dòng)，為了系統(tǒng)正常起動(dòng)，需增大電機(jī)容量來滿足起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，但系統(tǒng)正常運(yùn)行后，就造成了大馬拉小車現(xiàn)象。

降低系統(tǒng)變壓器容量、縮小變壓器的體積

系統(tǒng)功率因素高：永磁直驅(qū)帶式輸送機(jī)系統(tǒng)采用變頻器驅(qū)動(dòng)具有很高的功率因素，于原系統(tǒng)相比可降低變壓器的容量。由于變頻器采用交直交技術(shù)，所以給變頻器供電可采取高頻電源，采用高頻電源后可以大大的縮小變壓器的體積。

強(qiáng)力皮帶用永磁同步電機(jī)

綜上所述，永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)高效、低噪、節(jié)能。取消了液力偶合器和減速系統(tǒng)震動(dòng)和噪聲大大降低；與原系統(tǒng)相比，電耗降底，效率明顯提高。

(2)維護(hù)量小、維修成本低。省掉了因更換、檢修、日常維護(hù)減速器和液力偶合器及齒輪等磨損零部件投入的費(fèi)用；節(jié)約了由于起動(dòng)不平穩(wěn)造成皮帶被拉裂而投入的采購費(fèi)用。

(3)輸出轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行平穩(wěn)。在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)保持恒轉(zhuǎn)矩，可提高運(yùn)行穩(wěn)定性。特別是電動(dòng)機(jī)在低頻、低壓、低速時(shí)可提供足夠的轉(zhuǎn)矩。利用變頻器的調(diào)速可實(shí)現(xiàn)重載起動(dòng)，功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的緩慢起動(dòng)，滿載起動(dòng)運(yùn)行時(shí)電流不超過額定電流的2倍。

(4)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。

由此可見，永磁同步電機(jī)直驅(qū)強(qiáng)力皮帶可以促進(jìn)礦企節(jié)約成本，高效發(fā)展的力度，進(jìn)一步有計(jì)劃的進(jìn)行整個(gè)運(yùn)輸設(shè)備的改革，它將高科技技術(shù)手段與煤礦安全生產(chǎn)結(jié)合在一起，既減少了生產(chǎn)資金投入，減少了皮帶動(dòng)力的運(yùn)行環(huán)節(jié)；同時(shí)方便了礦井皮帶輸送機(jī)的維修，加快了生產(chǎn)的步伐。