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1、運(yùn)輸系統(tǒng)概況
1.1企業(yè)概況
    山西榆次北山煤業(yè)有限公司是榆次區(qū)最大的煤炭生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)能力為90萬t，位于榆次區(qū)烏金山鎮(zhèn)平地泉村，距307國道3.5 km，距太原17 km，交通運(yùn)輸條件十分便利。井田采用斜井開拓，有一個(gè)主斜井、一個(gè)副斜井和一個(gè)回風(fēng)斜井，通風(fēng)方式為中央分列式，運(yùn)輸方式為帶式運(yùn)輸機(jī)，采煤方法為一次性采全高綜合機(jī)械化采煤，頂板管理為自然垮落法。
1.2皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)情況
    主斜井井筒安裝一部DTL100/20/2×132S型支架皮帶，皮帶機(jī)傾角160，皮帶為鋼繩芯強(qiáng)力皮帶，皮帶寬1000 mm，帶速2.0 m/s，厚度10 mm，輸送長度為500 m，輸送量為192 t/h，機(jī)架采用螺栓連接，地腳螺栓現(xiàn)澆固定，皮帶采用單臺(tái)功率132 kW、660 V電機(jī)雙機(jī)驅(qū)動(dòng)。
1.3皮帶運(yùn)輸?shù)脑��?br />     皮帶機(jī)一般是通過驅(qū)動(dòng)輪轂，靠摩擦牽引皮帶來運(yùn)動(dòng)，這樣皮帶張力就會(huì)發(fā)生變形，在摩擦力帶動(dòng)物體的支撐下進(jìn)行輥輪式運(yùn)動(dòng)。皮帶本身是一種有彈性的儲(chǔ)能材料，在皮帶機(jī)停止和運(yùn)行時(shí)都會(huì)儲(chǔ)存大量的勢能，這就決定了皮帶機(jī)在啟動(dòng)時(shí)需采用一種平滑啟動(dòng)方式，因此，變頻調(diào)速就應(yīng)用而生了。
1.4變頻調(diào)速的產(chǎn)生
    變頻調(diào)速是通過進(jìn)一步改變電源的頻率來實(shí)現(xiàn)速度的有效調(diào)節(jié)，因其具有調(diào)速平穩(wěn)性好、瞬態(tài)穩(wěn)定性高、節(jié)能等的特性被越來越受到重視。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的進(jìn)一步成熟，變頻調(diào)速裝置在皮帶運(yùn)輸設(shè)備上的應(yīng)用也越來越廣泛。
2、ZJT-400/660變頻器的主要特點(diǎn)
    山西榆次北山煤業(yè)有限公司采用ZJT-400/660型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置，該裝置專門用于煤礦皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，配套永磁同步電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)皮帶機(jī)系統(tǒng)相比，具有高效、節(jié)能、低噪聲、免維護(hù)、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大和運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。
2.1安全可靠
    系統(tǒng)保護(hù)功能完善，具有短路保護(hù)、過載保護(hù)、直流過壓保護(hù)、直流欠壓保護(hù)、缺相保護(hù)、散熱器超溫、變頻故障、急停、接觸器故障、通訊故障等各種保護(hù)功能。
    該裝置核心器件IGBT半導(dǎo)體開關(guān)器件及其驅(qū)動(dòng)模塊，器件的電流余量大；電解電容選用進(jìn)口產(chǎn)品，可耐受高溫波，使其壽命延長，而專門定做的散熱能力強(qiáng)勁的熱管散熱器，使它具備了免維護(hù)、可靠、實(shí)用、美觀等的特點(diǎn)。
2.2優(yōu)異的性能
    該裝置采用了先進(jìn)的控制算法，是專門針對低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩三相永磁同步電機(jī)的變頻調(diào)速，選用的是無位置傳感器矢量控制，調(diào)速范圍變的相對更寬，動(dòng)態(tài)性和穩(wěn)態(tài)性能更好，使低速起動(dòng)轉(zhuǎn)矩變大。
2.3人機(jī)交互界面友好，操作簡單
    該裝置通過液晶顯示屏，可實(shí)時(shí)監(jiān)控輸入電壓、輸出頻率、電機(jī)電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，且可以顯示故障記錄，方便故障處理。
2.4明顯節(jié)能
    在皮帶機(jī)上采用了變頻驅(qū)動(dòng)后，系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率是體現(xiàn)其節(jié)能效果的主要方面。
2.4.1提高系統(tǒng)功率的因數(shù)
    通常情況下，由于煤礦用電機(jī)會(huì)在設(shè)計(jì)過程中釋放較大的裕量，工作時(shí)無法滿載運(yùn)行。而電機(jī)工作由于滿電壓、滿速度而負(fù)載非常小，也有一部分時(shí)間是在空載的狀態(tài)下運(yùn)行。通過了解電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性，我們可以知道，電機(jī)只有在接近滿載時(shí)的效率最高、功率因數(shù)最佳，而輕載時(shí)則反之，自然會(huì)造成不必要的損失。采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，在整個(gè)操作過程中功率因數(shù)達(dá)0.9以上，從而能大大節(jié)省無功功率。
2.4.2提高系統(tǒng)效率
    該系統(tǒng)由變頻控制器、無齒輪永磁同步電動(dòng)機(jī)和皮帶機(jī)機(jī)頭組成，與傳統(tǒng)皮帶機(jī)系統(tǒng)相比，去掉了減速機(jī)、液力耦合器和同步齒輪，變頻控制器可實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)軟啟動(dòng)和多驅(qū)動(dòng)電機(jī)間的功率平衡，從而大大提高了系統(tǒng)的效率。
3、使用本變頻調(diào)速裝置的注意事項(xiàng)
    由于本技術(shù)在煤礦生產(chǎn)實(shí)踐中運(yùn)行時(shí)間不長，所以在運(yùn)行過程中必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品要求操作，例如：
    (1)本裝置驅(qū)動(dòng)低轉(zhuǎn)速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)長期運(yùn)行時(shí)，由于電機(jī)自身的散熱效果變差，熱量增加會(huì)使電機(jī)絕緣性能變差，降低電機(jī)使用壽命，因此，使用時(shí)不要長期工作在額定功率以上。
    (2)當(dāng)負(fù)載選用適配電機(jī)時(shí)，此裝置能對電動(dòng)機(jī)實(shí)施過流保護(hù)、過載保護(hù)，若電機(jī)與變頻器的額定容量不能匹配，則務(wù)必調(diào)整保護(hù)值或采取其他相應(yīng)措施，來保證電機(jī)的安全運(yùn)行。
    (3)當(dāng)本裝置與電機(jī)之間的配線超過100 m時(shí)，在電機(jī)的線圈內(nèi)部可能產(chǎn)生一定的dv/dt，這將對電機(jī)的層間絕緣產(chǎn)生影響，因而需要在輸出側(cè)加裝交流輸出電抗器。
    (4)使用本裝置時(shí)，應(yīng)盡量較少用于頻繁起停的場合，而且要在電機(jī)停穩(wěn)后再進(jìn)行下一次啟動(dòng)。
    (5)電機(jī)在第一次使用或長期放置后再使用時(shí)，必須做絕緣檢查，防止因電機(jī)絕緣失效而損壞裝置（用2 000 V以上電壓型兆歐表測試，應(yīng)保證絕緣電阻不小于500 MΩ）。
    (6)若需要在本裝置輸出與電機(jī)之間安裝接觸器等開關(guān)器件，必須保證本裝置在無輸出時(shí)再進(jìn)行通斷操作，否則可能損壞本裝置。
    (7)本裝置不適合在工作電壓范圍以外使用（正常工作電壓在528—792V范圍內(nèi)）。若有需要，需使用相應(yīng)升壓或降壓裝置進(jìn)行變壓處理。
    通過山西榆次北山煤業(yè)有限公司皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)兩年的運(yùn)行情況表明：采用ZJT-400/660型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速裝置作為帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅在技術(shù)上具有絕對的先進(jìn)性，而且在節(jié)能方面也具有相當(dāng)明顯的效果，從而降低能耗、節(jié)約成本。筆者堅(jiān)信，隨著變頻調(diào)速技術(shù)不斷成熟，變頻器在帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)上將占主導(dǎo)地位。