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浅谈带式输送机节能优化方法

作者:四川天屿翔机械设备有限公司 浏览: 发表时间:2024-01-19 11:02:46

带式输送机是煤矿生产中必不可少的运输设备其以后的主要发展方向是长距离、大运量、节能化、带速高。一般情况下运输距离越长带式输送机所需要的电机功率就越大而且需要多台此时就需要把富裕系数考虑在内通常为25% ~ 40% 。与此同时由于工作面采掘不是很平衡输送机的载荷也不是均匀的所以在具体实践中带式输送机总共会出现 3 种不同的状态即空载、轻载、满载。如果输送机的带速不匹配它的运量那么就会浪费能源鉴于此带式输送机运行时减小能源消耗、降低运输成本不但意义深远而且对提高煤企经济效益也大有裨益。

 

1    带式输送机启动时的节能方法

 

1距离较长的带式输送机一般在驱动的时候都是通过多台交流变频电动机完成由于不同因素的作用电动机的功率会不平衡这就影响了电机负荷的分配使其变得不均匀如果严重还会把电机烧毁。鉴于此对输送机功率进行控制就显得很有必要保证其处于平衡状态。

 

2电机平衡与否主要和两种因素息息相关第一就是静态因素第二就是动态因素。而静态因素主要由输送机原始设计参数决定如果设计科学合理就能够确保静态功率平衡取得好的效果。动态因素指的是带式输送机在运行的时候会出现瞬间不平衡针对此现象要第一时间做出响应这样才可以收获良好的效果。对带式输送机功率平衡静态因素产生重大影 响主要涉及以下几方面传动比、滚筒直径差异、电机特性、输送带和滚筒间的摩擦因素、滚筒围包角等所以在输送机设计之初务必对上述参数进行严格把控。影响带式输送机功率平衡的动态因素主要有以下几方面电动机输出的电磁转矩、输送机运行阻力等。具体到实际中如果带式输送机已经设定了 静态参数此时要想再调节电动机功率平衡就必须通过调节供电频率来完成。

 

3一般情况下控制电机功率平衡主要有两种方法其一为并行控制其二为主从控制。第一种方法主要是指将多台电动机的参数都设置成一样的电动机在运行的时候全部都依据 参数来运行。而第二种方法和第一种则不同其主要是设置主机的参数而从机会跟踪主机然后实现两者的同步运行。并行控制和主从控制都不能十全十美前者最为明显的弊端就是 抗干扰性不好而后者最明显的弊端就是同步运行性差。

 

4在耦合补充功率平衡方法的基础上认真采集所有电动机运行参数的变化值然后深入细致地分析电动机的运行参数补偿的时候做到有针对性。耦合补偿的功率平衡方法不但考虑了不同电机之间同步时出现的误差同时也考虑了单机驱动系统实际和给定转速中间的误差。不论运行系统中哪台电机有变化都会直接反馈给整个系统。而针对双机驱动电动机控制器具有双向补偿的作用由此可以明显使得系统的同步精度提高。

 

针对双机驱动系统要想分析其运行状态最简单的就是分析2 台电机的电流和转速。如果这2台电机是发电和电动状态则可以比较它们的负载率如果一台电机电动状态时载荷很大就可以说明电机处于负载要适当增加牵引力加大电机频率使其从发电转为电动状态。如果其中一台电机发电状态时电机载荷大这就提示我们输送带转速高带动电机钻孔此时就必须要把电机频率减小把其由电动转换为发电状态以此控制功率平衡。

 

2    带式输送机变频调速节能控制方法分析

 

输送机往往具有很多种的节能技术方法常用的有异步电机Y - Δ接法变换节能、降电压技术、减电机运行节能技术、变频调速节能方法等。一般情况下调速可以实现电动机节能  变频调速是通过改变电源频率来调节速度该方式具有节能、稳定输出、相应速度快等优点发展前景较好。考虑到矿上所用的变频器造价较高多依赖进口所以工频拖动在国内很多煤企都得到广泛应用当前我国的变频技术发展比较快在带式输送机中应用可以显著实现矿井运输系统节能。

 

1带式输送机是矿井上的主要运输工具其能耗高低很大程度上影响了企业运输成本但是工频恒速运行方式具有以下弊端第一输送机轻载和空载都会极大地浪费电能第二输送带之间和机械之间摩擦有较大的摩擦系数。为充分确保耗电能减少保证输送机运输效率提高因此最直接实现节能运行方式就是调节输送机的带速同时为延长设备使用期限打下基础。

 

2输送机的运转说到底是依靠电机在运转的时候滚筒、输送带、辊都会产生阻力进而会影响电动机功率主要通过降低输送机功率效率来完成节能。带式输送机运量取决于工艺设备以及生产地质条件不确定性很大要想使输送机能耗得到降低就需要弄清楚输送带带速和物料填充率之间的关系。如果带速是固定的那么其速度越低则物料的充填率就越高两者成反比关系。如果输送带运送的货物量降低带速不变的话那么能耗就会增大因此当输送带运输量降低的时候其带速可以设置成最小值。

 

3    带式输送机控制器仿真系统设计

 

1仿真控制系统主要由PC监控系统、实时仿真模型、告诉接口模块3 部分构成当中的核心部件是实时仿真模型其能够做到仿真计算高速接口模块是完成实物和模型之间数据的转换具体方式是通过高速计算PC 监控系统不但是一个显示平台而且是一个人工操作平台可以仿真模型参数进行实时修改同时也可以显示仿真系统运行状态和控制效果。其运行过程如下所述第一仿真模型按设定的参数运行通过高速接口把运行结果传输至实物然后通过PC 监控系统平台显示。第二通过高速接口模块把控制量算法传输至仿真模型令其按照新算法来计算方针系统在运行的时候控制器参数是可以在监控系统中实施调整的以便取得好的控制效果。

 

2带式输送机硬件仿真系统是把输送机系统全部通过数字实时仿真模型来代替主要有2 种建模方案。第一以模型代替输送带其他部位仍旧采取实物设备该方案对输送机的 传感设备和实物部件进行了大量保留很好的对其外部运行环境进行了还原真实性比较强。因为使用的传感测量设备多因此要对数字转换电路进行另外设计这会影响到信号的真 实性以及实时性。第二把带式输送机全部系统都通过数字化仿真模型来代替系统在运行的时候所用到的信号都是通过仿真模型和高速接口来交换比较适合在实验室进行。该方法对建模具有很高的要求要建立整个输送机仿真模型。

 

鉴于现有的实验设备和上述研究把输送机和异步电机建立为Simulink 模型控制器通过 PLC给定和OPC通讯把控制信息传递给仿真模型同时控制器需要的所有状态信号通过OPC 通讯反馈至控制器。整个控制系统用到的硬件设备有装有MATLABSIMATIC NET软件的计算机以及PLC PLC 中包括网卡、电源模块、存储器、系统程序、CPU模块等。

输送机控制流程如下所述先通过运量来给电机一个开始运行速度电机传给输送机转矩确保其运行同时把输送带带速传递至控制器然后把计算结果传给电机实现对输送机速度的控制运行是要时刻观察输送机的相关参数。

 

4    结语

 

本文首先对带式输送机节能优化方法进行了探析关于启动问题提出了基于耦合补偿的功率平衡方法而对于运行阻力问题提出了变频调速节能方法。其次设计了带式输送机控制器方针系统并对其节能控制流程进行了研究。


 

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