綜采工作面刮板輸送機(jī)電控裝置應(yīng)用研究

白振華

(山西煤炭建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司，山西 太原 030012)

0 礦井概況

目標(biāo)礦井現(xiàn)階段采用的生產(chǎn)方式為一井一面生產(chǎn)方式，開(kāi)拓方式為單水平上下山開(kāi)拓，采用放頂煤開(kāi)采以及全部垮落法進(jìn)行工作面的頂板處理。由于目標(biāo)礦井所處區(qū)域的煤層硬度較小，在進(jìn)行采掘的過(guò)程中，采煤機(jī)進(jìn)刀或刮板輸送機(jī)運(yùn)行是經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致煤壁出現(xiàn)不同程度的片幫，最終體現(xiàn)在刮板鏈卡死以及輸送機(jī)上煤量累積過(guò)多，最終使設(shè)備出現(xiàn)多次停機(jī)。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于煤層、水泥以及其他多種外界環(huán)境的影響，容易使刮板輸送機(jī)鏈條以及其煤塊與刮板之間的摩擦力增大，對(duì)刮板造成嚴(yán)重?fù)p壞。因此，刮板輸送機(jī)的合理啟動(dòng)是影響整個(gè)礦井安全生產(chǎn)的前提，需要對(duì)目標(biāo)礦井現(xiàn)階段的刮板輸送機(jī)控制裝置進(jìn)行改進(jìn)[1]。

1 4501號(hào)工作面設(shè)備安排情況

4501工作面使用的刮板輸送機(jī)型號(hào)為SGZ730/2×160型雙鏈刮板輸送機(jī)，配套使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YBSD-160/80-4/8型三相異步電動(dòng)機(jī)，同時(shí)，設(shè)備的啟停通過(guò)專(zhuān)用的電磁啟動(dòng)器進(jìn)行控制，型號(hào)為QBZ-6×200/1140(660)ZH。其中，電磁氣動(dòng)氣的電壓為1200V，電動(dòng)機(jī)的額定電流為100A。

在刮板輸送機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，電磁起動(dòng)器顯示的電流可以達(dá)到設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中額定電流的5倍左右，供電距離叫院士可以達(dá)到共額定電流的10倍左右，從而能夠保證在電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中具有較低的轉(zhuǎn)矩，最終有效解決現(xiàn)階段設(shè)備很難啟動(dòng)的情況。在電動(dòng)機(jī)由低速向高速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電流的激增，對(duì)于設(shè)備造成不同程度的損壞。同時(shí)，高低速的切換目前大多依托于人工操作，很容易出現(xiàn)各種類(lèi)型的事故，對(duì)于設(shè)備的保護(hù)較差，設(shè)備的過(guò)流保護(hù)也不充足。因此，結(jié)合礦井實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，傳統(tǒng)的三相異步電機(jī)配合電磁啟動(dòng)器的控制方式很難滿足現(xiàn)階段的刮板輸送機(jī)生產(chǎn)需求，需要進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。

2 4503工作面設(shè)備安排情況

4503工作面使用的刮板輸送機(jī)型號(hào)為SGZ764/2×315型雙鏈刮板輸送機(jī)，配套使用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YBSD-315/160-4/8型三相異步電動(dòng)機(jī)，同時(shí)，設(shè)備配備專(zhuān)用的電磁啟動(dòng)器進(jìn)行控制，型號(hào)為QJR1-4×400/1140(660)-4。同時(shí)，配套使用兩臺(tái)礦用濾波電抗器進(jìn)行設(shè)備的啟停控制，型號(hào)為DKB-250/1140L。

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中組合軟啟動(dòng)器配備有三對(duì)模糊控制系統(tǒng)，通過(guò)電流的開(kāi)關(guān)來(lái)進(jìn)行設(shè)備的啟停操作，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的軟啟動(dòng)以及軟停止。在電動(dòng)機(jī)滿載或空載的情況下，設(shè)備均能夠平穩(wěn)啟動(dòng)，其常見(jiàn)的4種啟動(dòng)方式為：

(1)調(diào)壓?jiǎn)?dòng)，即信號(hào)達(dá)到指定位置時(shí)在限定時(shí)間內(nèi)將電壓值由初始值升至額定電壓，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。

(2)限流啟動(dòng)方式，即根據(jù)電流的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)以及被控電機(jī)的電壓變化情況，依據(jù)其調(diào)壓特性曲線進(jìn)行設(shè)備的開(kāi)關(guān)。

(3)限流+突跳啟動(dòng)，即啟動(dòng)方式及檢測(cè)由電動(dòng)機(jī)的電流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定，當(dāng)其達(dá)到額定數(shù)知識(shí)進(jìn)行限流啟動(dòng)，調(diào)頻啟動(dòng)方式及在降低電子原油的轉(zhuǎn)子電流是是電動(dòng)機(jī)處于調(diào)頻工作狀態(tài)，保證其轉(zhuǎn)矩達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的1.5倍左右，同時(shí)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的額定電流應(yīng)較小，啟動(dòng)一段時(shí)間在限流驅(qū)動(dòng)的方式下完成電壓的輸出以及設(shè)備的啟動(dòng)。一般情況下軟啟動(dòng)的額定電壓為1200V，正常情況下軟起動(dòng)直接由高線繞組啟動(dòng)，其額定電流為200A。在刮板輸送機(jī)空載情況下，軟啟動(dòng)的電流一般高于額定電流三倍左右，相對(duì)于真空啟動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流會(huì)明顯降低。

綜上所述，雖然啟動(dòng)軟啟動(dòng)器可以直接驅(qū)動(dòng)電流繞組產(chǎn)生較高電流，但若低速繞組時(shí)仍然需要人工操作，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中存在諸多的不足，啟動(dòng)的性能較差，不能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速以及設(shè)備的有效啟動(dòng)。

因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，結(jié)合礦井生產(chǎn)情況，需要更換原有的變頻器。其中，變頻器的變頻調(diào)速通過(guò)繞組進(jìn)行改變，把原有的電流進(jìn)行轉(zhuǎn)化之后，轉(zhuǎn)變成可交換的交流電，通過(guò)微處理的方式是波形進(jìn)行變化，以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，電機(jī)的變頻電壓約為1100V，直接驅(qū)動(dòng)店主所需要的電流為190A。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，電動(dòng)機(jī)的電流一般為30A左右，變頻器可以根據(jù)其負(fù)載變化調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)頻率，最終實(shí)現(xiàn)速度的調(diào)整。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，變頻器運(yùn)行過(guò)程中仍存在諸多問(wèn)題。首先，變頻器的非線性鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的電波會(huì)對(duì)原有的電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，影響整體的供電水平。其次，變頻器輸出的電磁波輻射較強(qiáng)，會(huì)對(duì)周邊的電子電氣設(shè)備的運(yùn)行造成不同程度的影響。雖然各變頻器均有濾波器，但對(duì)于電網(wǎng)的影響，特別是控制系統(tǒng)的音響，很容易導(dǎo)致整體的信號(hào)傳輸存在一定的失誤。因此，在使用變頻器時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量減少外部輻射的影響，同時(shí)配置專(zhuān)用的變電站?？紤]電波效果的同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)成本。在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程中結(jié)合礦井實(shí)際生產(chǎn)情況，變頻器的運(yùn)行方式可以改變?yōu)橐粠б坏倪\(yùn)行方式，即一臺(tái)刮板輸送機(jī)配套有兩臺(tái)變頻器及濾波器。然而，由于目標(biāo)礦井的煤層較軟，而需要配置的濾波器尺寸較大，因此現(xiàn)場(chǎng)管理中仍然存在諸多問(wèn)題。

3 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)上述目標(biāo)礦井兩個(gè)綜采工作面設(shè)備的配置情況進(jìn)行綜合分析，對(duì)于其存在的主要問(wèn)題進(jìn)行討論，并針對(duì)性的提出對(duì)應(yīng)改進(jìn)措施。主要措施為：將原來(lái)的刮板輸送機(jī)電控裝置改為現(xiàn)階段的磁阻調(diào)速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)能夠有效滿足復(fù)雜的礦井生產(chǎn)需求，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益提升的同時(shí)，節(jié)省了能源的消耗，應(yīng)用前景廣闊。