調頻調壓軟啟動器在煤礦綜采刮板輸送機上的應用

摘要：主要討論了調頻軟啟動器在刮板機上的應用，論述了刮板輸送機的啟動對軟啟動裝置的技術要求，提出了解決問題的方法。

關鍵詞：刮板輸送機 軟啟動 堵轉 自測負荷適時突跳啟動

1 概述

目前，我國煤礦綜采工作面刮板輸送機啟動中，為減小啟動沖擊，實現順利啟動，主要以雙速電機啟動為主，少數采用采用限矩型液力耦合器?，F使用的啟動方式存在以下缺點：

1.1 限矩型液力耦合器與電動機和減速器直接連接，在高速旋轉時，因偏心的存在易產生較大的徑向負荷，造成電動機和減速器的損壞；液力耦合器與軸緊密結合，拆卸和安裝都非常困難，維修更換時間較長，故障影響生產的時間長，因此，液力耦合器故障占到刮板輸送機故障的60%以上。

1.2 雙速電動機驅動系統目前在我國煤礦的刮板輸送機中應用較多，從啟動到額定轉速分為二級進行，轉速轉換過程中存在二次機械與電流沖擊；這種方式還需要專門的雙繞組電機、雙電纜、雙回路開關，每臺電機供電控制系統相當于2臺電機的配置；在地質條件復雜，壓力大的巷道中，系統龐大而復雜，電纜根數多，造成故障點增多，設備移動困難。

1.3 綜采工作面刮板輸送機工作條件惡劣，存在停車的隨時性。刮板輸送機鏈條、刮板運動的靜摩擦力很大，特別是刮板輸送機停機后，還有片幫煤給輸送機加載，產生“壓溜”，造成設備難啟動。井下由受到了電網容量的限制、空間的限制，同時由處于爆炸性氣體與煤塵的環境中，使解決井下大型運輸設備的重載啟動問題更加艱難。重載難啟動和過大的動負載，經常出現燒電機、斷鏈條、打齒、滾鍵、損壞傳動件等設備故障。更為嚴重的是，長達200—250米的刮板輸送機在重載不能啟動時，又不得不人工卸一部分才可啟動運行，然后再人工裝到運輸設備上，極易造成停產事故?，F在我國不少煤礦采用了利用晶閘管交流調壓技術制作的軟啟動器，其特點是電動機的轉矩近似與定子電壓的平方成正比，降壓啟動會使電動機啟動扭矩損失很大，因此，降壓軟啟動器在綜采工作面刮板輸送機上的使用存在著很大的缺點。內蒙古鄂爾多斯電力冶金有限責任公司阿爾巴斯煤礦在2901綜采工作面上應用了太原惠特科技有限公司研制的QJT-250/1140型調頻調壓軟啟動器，取得了顯著的效果。

2 鄂煤集團阿爾巴斯煤礦2901綜采工作面條件和設備配置情況

阿爾巴斯煤礦是鄂爾多斯電力冶金集團有限責任公司煤炭集團投產的第一對年產200萬噸的大型現代化礦井，2901綜采工作面位于運輸下山以西940m，地質構造相對復雜，工作面傾斜長度為170m，可采平均走向長度為750m，采高3.33m，容重為1.5噸/m3，可采儲量為564300噸，工作面平均月產8萬噸，最高月產10.5萬噸。鄂煤集團阿爾巴斯煤礦使用的SGZ-764/630型刮板輸送機的驅動方式為單速電機與限矩型液力耦合器驅動，其控制方式采用兩臺QJT-400/1140的電氣軟啟動開關控制兩臺315KW的電動機，順槽轉載機和皮帶機采用兩臺QJT-250/1140（660）的電氣軟啟動開關，自工作面試生產以來，運行情況良好可靠，基本無故障。

2901綜采工作面的主要配套設備：

液壓支架 ZZ4800/19/42 107架

乳化液泵站WRB-400/31.51套

刮板輸送機SGZ764/6301臺

采煤機MGTY300/730-1.1D1臺

轉載機SZZ830/2001臺

移動變電站KBSGZY-1600/10 1臺

移動變電站KBSGZY-1250/10 1臺

軟啟動開關QJT-400/11402臺

軟啟動開關QJT-250/1140（660V）2臺

3 被控工作面刮板輸送機的主要技術參數

型號SGZ-764/630

設計長度200m

功率315KW×2

電壓1140V，50hz

電流190A

輸送能力1000t/h

刮板鏈速度 1.28m/s

刮板鏈形式 中雙鏈

園環鏈規格30×108mm

中部槽規格 （長×寬×高）1500×724×290mm

卸載方式端卸

機尾伸縮量 300mm

緊鏈方式阻鏈器-閘盤緊鏈及伸縮機尾輔助緊鏈

4 調頻調壓軟啟動器的主要技術參數

型號 QJT-400（250）/1140（660）

工作方式 真空接觸器旁路

額定電壓 三相，1140V（660V）

額定電流 250A（真空接觸器、換向器、主回路等按400A容量配套）

功率單元容量/耐壓1000A/4200V

配接電機功率 630KW（2×315KW）

啟動時間 0—60s依負荷慣性自動調整

啟動方式和最大啟動扭矩電流反饋啟動方式時≥1倍電機額定轉矩；強力矩啟動方式時≥1.4倍電機額定轉矩（調頻）

防爆標志 Exd[ib]

防爆方式 礦用隔爆兼本質安全型

中文液晶顯示器顯示設定參數和運行參數狀態

S7-200西門子可編程控制器可設定雙電機啟動延時及控制回路的控制功能

5 調頻調壓軟啟動器的主要特點

5.1 可控硅調頻軟啟動器和真空磁力啟動器集成在一起，減少了設備數量，在開關設備列車上減少空間使用；減少了設備之間的連接，可靠性提高，使用方便簡潔；接線裝置減少，環節少，故障率極低。

5.2 啟動方式有3種：調頻、調壓、突調＋調壓，推薦選用“突調＋調壓”方式。

5.3 在軟啟動過程的任何階段電動機發生堵轉連續時間達到5s自動停機。

5.4 自測負荷適時啟動，綜采刮板輸送機啟動過程中，啟動阻力不是線性變化的，也不是一個恒定值。刮板輸送機啟動過程中啟動過程中的阻力變化與刮板輸送機的鋪設長度、鏈條的預緊度、刮板機的彎曲情況及物料在刮板機上的分布等因素有關。通過對刮板輸送機啟動過程中阻力變化的規律進行分析，制定啟動策略，啟動過程為Iq（初始值）-4Ie-全壓突跳500ms-4Ie-若Iq=4Ie，5s時間Iq無變化停機，否則，正常啟動。一般的晶閘管調壓軟啟動器采取定時突跳啟動，無法在刮板輸送機啟動中發揮最佳作用甚至不起作用。本軟啟動器采用自測負荷狀態適時突跳啟動，用于克服啟動時的最大阻力和慣性，啟動能力大。

5.5 操作回路采用雙線操作，具有完善的開路、短路保護功能?？刂苹芈返脑O計采用了全數字控制電路，功能設定方便。采用中文液晶顯示器，可以顯示設定狀態、參數、運行和操作狀態、參數，各種故障信息，方便了設備維護。

6 應用效果

2007年9月—2008年5月鄂爾多斯電力冶金公司阿爾巴斯煤礦綜采工作面刮板輸送機應用太原惠特調頻調壓軟啟動器與應用電光防爆軟啟動器相比，開關事故統計對比見表1

7 結論

太原惠特科技有限公司研制的QJT-250/1140（660）型調頻調壓軟啟動器，利用晶閘管交流調壓技術， 配合一定的啟動方式，集軟啟動和真空磁力啟動器于一體，應用于綜采刮板輸送機取得了較好的效果，在阿爾巴斯煤礦使用9個月來，故障率極低，效益十分明顯，而且刮板輸送機的維修成本較低，因此，該產品在煤礦具有很好的推廣應用前景。

作者簡介：張寶良，男，山西省平遙縣人，大學本科文化，機電工程師，原在山西焦煤汾西礦業集團新陽礦機電區工作，現在內蒙古鄂爾多斯電力冶金有限責任公司煤炭產業集團工作，擔任阿爾巴斯煤礦機電副礦長，主要從事煤礦機電技術與管理工作，針對阿爾巴斯煤礦投產后機電設備運行存在的先天性不足情況，親自組織實施了22項機電技術改造項目，消除了機電制約煤礦生產的瓶頸，并在省部級科技刊物上發表技術論文多篇。