在煤礦運輸中,帶式輸送機是最理想的高效連接運輸設備,帶式輸送機的優(yōu)勢十分明顯,主要有:能夠實(shí)現長(cháng)距離運輸、在實(shí)際運輸中運量非常大,而且帶式輸送機能夠實(shí)現可連續輸送。帶式輸送機的運行可靠,在實(shí)際運行過(guò)程中能夠實(shí)現集中化控制。在高產(chǎn)高效礦井之中,帶式輸送機是十分關(guān)鍵的設備,直接影響煤炭高效開(kāi)采機電一體化技術(shù)。
1 傳統帶式輸送機電機系統效率分析1.1 帶式輸送機電機及效率
1.1.1 效率不高
根據最新中小型電機能效等級,國家將其劃分為三個(gè)級別,即一級、二級、三級,并且其效率值分別為95%、94.2%、92.5%。基于以上數據顯示:國家規定的3級效能電機的效率值遠遠高于煤礦專(zhuān)用電機的效率。
1.1.2 輕載效率低
導步電機的負載在很大程度上決定著(zhù)其效率,當達到80%左右的額定負載時(shí),導步電機的效率最高,達到額定效率。而帶式傳輸機的負載與其生產(chǎn)狀況存在密切的關(guān)系,尤其是可伸縮帶式傳輸機,其負載經(jīng)常發(fā)生變化,如若可伸縮帶式傳輸機所配電機按照最大功率選配,致使電機在大多數時(shí)候處于輕載的運行狀態(tài),不但運行效率偏低,而且功率因數同樣不高,這就浪費了大量的電能與無(wú)功。
1.2 液力耦合器及其效率
目前,國內已經(jīng)生產(chǎn)的液力聯(lián)軸器主要分為三種:即調速型、限矩型、以及標準型。其中限矩型是當前在煤礦帶式輸送機方面應用最廣泛的類(lèi)型,而聯(lián)軸器應用于煤礦帶式輸送機的好處體現以下幾點(diǎn):
①改善啟動(dòng)特性,實(shí)現軟啟動(dòng):在啟動(dòng)帶式輸送機時(shí),需要大的啟動(dòng)力矩來(lái)克服系統的靜阻力矩,以此來(lái)獲得系統的加速度;
②過(guò)載可靠保護:當帶式輸送機因某種原因而不能運轉時(shí),例如被物料卡死、裝料過(guò)多等,此時(shí)液力聯(lián)軸器將會(huì )發(fā)生打滑的現象。雖然電動(dòng)機能夠維系正常運轉,但是帶式輸送機卻無(wú)法進(jìn)行工作。機械聯(lián)軸器轉差率逐漸增大,致使油溫上高,將會(huì )導致易熔塞出現融化;
③降低能耗:當液力聯(lián)軸器投入使用后,電動(dòng)機的安裝功率完全可以達到帶式輸送機所需。這就成功的解決了傳統沒(méi)有使用液力聯(lián)軸器存在的問(wèn)題,例如安裝功率必須加大50%的情況。
1.3 減速器及其效率
當電機輸出高轉速機械功率時(shí),通過(guò)減速器可以將其轉換為帶式輸送機要求的低轉速機械功率。基于當前能量轉換的過(guò)程中,減速器在一定程度上消耗了一定的能量,大約占據輸出功率的6%左右。而減速器的效率與減速比存在一定的關(guān)系,當減速比越大時(shí),減速器的效率就越低。
為了能夠實(shí)現礦用帶式輸送機電機系統節能的目的,需要從傳動(dòng)系統效率與電機本體效率兩方面進(jìn)行考慮。當負載大范圍變化時(shí),而系統運行效率仍然極高。主要表現在以下三個(gè)方面的內容:
2.1 三相異步電動(dòng)機進(jìn)行節能改造
在改造役老式電動(dòng)機的過(guò)程當中,通過(guò)運用新材料與新技術(shù),不但能夠提高電動(dòng)機運行的效率,而且還有助于降低費用的支出。這也是當前最有效的電動(dòng)機節能方式,經(jīng)常運用的改造方法如下:
①電動(dòng)機繞組改接:通過(guò)對其繞組型式進(jìn)行改進(jìn),有助于降低其能耗,提高其運行效率。目前最好的繞組改接方法為:?jiǎn)螌永@組改為雙層繞組、同心繞組改為等距繞組或者交叉式鏈接型繞組;
②選擇新型節能風(fēng)扇:在電動(dòng)機風(fēng)扇功耗與轉速接近三次方關(guān)系,尤其在大型電動(dòng)機中,其通風(fēng)損耗較高;
③綜合改造技術(shù):基于當前電動(dòng)機的運行現狀而言,需要對其進(jìn)行技術(shù)方面的分析,采取有效措施進(jìn)行技術(shù)改造,同時(shí)要根據最佳成本收益,制定出最新的技術(shù)改造方案;
④定子繞組重繞,增加繞組線(xiàn)徑,減少電阻,降低銅損,實(shí)現節能。電動(dòng)機效率可提高1.5%-4%。
2.2 輕載節能高效電機
三相異步電機效率通常指額定工作點(diǎn)的效率。帶式輸送機的運行中,經(jīng)常會(huì )出現負載較大的波動(dòng)。當負載率小于60%的情況下,電機效率將會(huì )大幅度下降。因此為了能夠實(shí)現電機節能運行,就要保證電機在輕載時(shí)存在較高的效率。
2.3 高效率、超高效率三相異步電機
目前,國內已經(jīng)將中小型電機分為一級效能、二級效能、三級效能三個(gè)等級,并且強制性的規定:如若一般性用途電機低于三級效能,此類(lèi)電機不得進(jìn)行生產(chǎn),而且也不能夠在市場(chǎng)上進(jìn)行出售。
國內的帶式輸送機與國外的帶式輸送機還有很大的差距,在今后的發(fā)展中,我國應該不斷學(xué)習國外帶式輸送機技術(shù),促進(jìn)煤礦企業(yè)帶式輸送機朝大型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。帶式輸送機要在發(fā)展中擴大使用范圍,提高使用性能。
綜上所述,為了能夠保證帶式輸送機電機轉動(dòng)系統效率得到全面提升,就需要做好以下幾點(diǎn)工作:其一,采取有效措施,提高各部件的效率,必須給予輕載時(shí)效率與額定效率足夠的重視,確保整個(gè)負載區間存在較高的運行效率。其二,對傳統傳動(dòng)方式進(jìn)行改造升級,取消液力耦合器之間環(huán)節,而應采用直接驅動(dòng)技術(shù),以此來(lái)提高系統效率。
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本文標題:礦用帶式輸送機電機系統發(fā)展趨勢
本文作者:河南坤威機械制造有限公司
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