4JDM-20装运绞车变频传动在车集选煤厂的应用

杨鹏飞 刘献普

（河南煤业化工集团永煤公司车集选煤厂，河南 永城 476600）

1 装运系统采用变频传动的必要性

车集选煤厂隶属于河南煤业化工集团永煤公司，属矿井型动力煤选煤厂。2011年全年入选原煤280余万吨，综合产率高达 92%以上。装运系统作为全厂产品煤对外销售的纽带，如何提高火车装运效率，保证装运设备完好运行是厂内技术人员攻关难题。

我厂装运系统一直采用双速电机YD250M-8/4，额定电压380V，额定功率34/24kW；电气传动采用高低速转换电气互锁控制电路。这种电气控制方式虽然运行可靠，安全性也较高；但就其缺点来说，电动机频繁起动，对电气元件的冲击大，日常维护量大，长期将降低装运系统运行完好性等等。采用先进的变频传动技术，利用变频器对电机进行调速控制，改变以往频繁起动电动机，减少电气元件维护量，提高装运火车效率，保证产品煤销售。

2 4JDM-20装运绞车变频传动技改

4JDM-20绞车电气传动采用变频传动，分就地、集控两种操作方式，高速、低速两种运行状态。变频传动采用开环 u/f控制，异步电动机在低速状态下、在高低速之间可平滑切换，大大提高装车运煤系统的效率。另外，有用户通信联络功能，自动化程度提高。

2.1 就地操作

1）在“就地”方式下，按“电源开”按钮变频器得电。

2）按“正转”或“反转”按钮，正转或反转指示灯亮，“变频运行”灯亮，然后选择高、低速状态。若在“低速”下，调“低速转速调节”电位器，转速可在0～50Hz内变化，高速为固定值100Hz。

3）装车完毕后，先按“停止”按钮，正转或反转指示灯灭，同时“频率输出表”频率降低，最后按“电源关”按钮变频器失电。

2.2 系统传动速度

1）本电动机为变频调速用特种电动机，额定工作电压为AC380V，防护等级不低于IP44，电源为50Hz，对应绳速为 0.155m/s；电源为 25Hz时，对应绳速为0.078m/s；电源为100Hz时，对应绳速为0.313m/s。

2）正常装车速度：0.1～0.11 m/s，额定输出功率37kW，调速范围为0.031～0.155 m/s之间无级调速，并且确保为恒转矩输出。

3）空车及回绳速度为0.313m/s，电动机输出为37kW恒功率输出。

3 结合选煤厂装运条件进行设备选型

结合我厂装运系统绞车轨道长度以及装载能力，对此次技改相关设备进行选型（见表1）。

表1 相关设备选型

4 投入装运后取得的效果分析

1）节能效果显著，增加经济效益

交流异步电动机的节电措施，可以采用不同方式的调速节能。一般较为常用的调速方法有液力耦合器调速、串级调速、电磁调速和变频调速4种。相比而言，变频调速节电效果显著。

2）减小起动电流，提高供电质量

当电机通过工频直接起动时，它将会产生4～7倍的电机额定电流。电机工频起动时，电流剧增的同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于起动电机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC、传感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速后，改变以往频繁起动电机情况，通过调频旋钮平滑调整电机运行频率，使电机能在零频零压时逐步起动，最大程度上减小起动电流，消除电压下降。

3）技改产品煤导料口，调整频率提高装运效率

在装运绞车变频投入生产后，出现司磅员难以合理调整绞车运行频率，对装车造成较大影响。究其原因在于煤量大小不均匀，经研究决定对我厂装运系统产品煤导料口进行技改。利用新科技材料自行设计加工导料槽并适当加宽，现场选取合适下料槽倾斜角度，保证产品煤装运流畅。

在保证煤量大小均匀条件下，通过技术人员同司磅员的多次精心调试，现场选取合适的装运产品煤频率，并根据产品煤不同、车皮种类不同分别制定了不同的调频段，有效保证了装运系统的运行，提高了装运效率。

4）提高系统性能，延长设备寿命

变频调速则可以在零速零电压起动。一旦频率和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带动负载进行工作。使用变频调速能充分降低起动电流，提高绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一步降低、电机的寿命则相应增加。

通过工频起动时对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。变频调速能在零速起动并按照用户的需要进行均匀地加速，停止方式也可以受控，能减少对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿命也会相应增加。

5 结论

装运绞车采用变频传动控制方式，起到了良好收益。具有安装容易、占位小、操作方便灵活，运行方式可靠，维护简单、故障率低等。我厂结合设备要求，自行解决运行频率难以控制技术难题，通过技改导料槽实现装运变频控制。绞车变频控制不仅强化我厂设备控制技术的先进性，而且最直接的收益就是提高了火车装运效率，增加了装运火车数量，增加了产品煤销售量。

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