皮帶維護費神費力？永磁同步電機在高強皮帶的應用 — 高效、節(jié)能、低噪音、免維護...
傳統(tǒng)的帶式輸送機驅(qū)動系統(tǒng)采用異步電動機經(jīng)液力偶合器，減速器將動力傳送給滾筒帶動皮帶運動，這種傳統(tǒng)的傳動方式明顯的缺點是：驅(qū)動系統(tǒng)高耗能，啟動不平穩(wěn)，重載啟動困難等缺點影響著驅(qū)動系統(tǒng)的整體效率，礦方日常對減速器，偶合器，齒輪等部件的維護及更換頻率非常高。經(jīng)技術(shù)改造后的驅(qū)動系統(tǒng)采用了無齒輪永磁同步電機變頻驅(qū)動系統(tǒng)，即驅(qū)動系統(tǒng)由永磁同步電機與變頻器相結(jié)合實現(xiàn)動力傳遞，因為去掉了減速器，液力偶合器，整個驅(qū)動系統(tǒng)具有高效，節(jié)能；低噪音，免維護；輸出轉(zhuǎn)矩大，啟動平穩(wěn)；結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕等優(yōu)點。
系統(tǒng)組成和特性
無齒輪永磁同步電機變頻驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速裝置，用于煤礦皮帶機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，主要由變頻器、無齒輪永磁同步電機和皮帶機頭組成，和傳統(tǒng)的皮帶調(diào)速系統(tǒng)相比去掉了減速器、液力耦合器和同步齒輪。
永磁同步驅(qū)動機頭
傳統(tǒng)異步電機驅(qū)動機頭
無齒輪永磁電機變頻驅(qū)動系統(tǒng)的原理
系統(tǒng)采用的是自控式交直交電壓型電機控制方式，由整流橋、三相逆變電路、控制電路、三相交流永磁電機和位置傳感器構(gòu)成。50HZ的市電經(jīng)整流后，由三相逆變器給電機的三相繞組供電，三相對稱電流合成的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永久磁鋼所產(chǎn)生的磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，通過位置傳感器實時讀取轉(zhuǎn)子磁鋼位置，變換成電信號控制逆變器功率器件開關(guān)，調(diào)節(jié)電流頻率和相位，使定子和轉(zhuǎn)子磁勢保持不亂的位置關(guān)系，才能產(chǎn)生恒定的轉(zhuǎn)矩，定子繞組中的電流大小是由負載決定的。定子繞組中三相電流的頻率和相位隨轉(zhuǎn)子位置的變化而變化的，使三相電流合成一個與轉(zhuǎn)子同步的旋轉(zhuǎn)磁場，通過電力電子器件構(gòu)成的逆變電路的開關(guān)變化實現(xiàn)三相電流的換相，代替了機械換向器。
直驅(qū)電動滾筒形式
新、舊系統(tǒng)的比較
提高傳動效率，降低電能浪費
傳統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)的傳動效率為70%以下，所用的Y系列異步電機的能耗僅為國際IE1級(相當于國家三級能耗)。而該系統(tǒng)的傳動效率在93%左右，采用的永磁同步電機能耗達到國際IE4(高于國家一級能耗標準)，綜合節(jié)能率比傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)提高了20%以上。
系統(tǒng)實現(xiàn)軟起動、免維護
該系統(tǒng)運用變頻器控制啟動，能實現(xiàn)系統(tǒng)傳動的緩慢勻速起動，避免了電機起動的瞬間大電流給電網(wǎng)帶來的沖擊，以及轉(zhuǎn)矩瞬時劇增給傳動系統(tǒng)帶來的機械沖擊，由此降低了系統(tǒng)的電網(wǎng)故障和機械故障，同時由于比原系統(tǒng)減少了液力耦合器及減速器，從而降低了維護成本。
實現(xiàn)功率平衡
當該系統(tǒng)采用多電機主從控制驅(qū)動時，可實現(xiàn)功率平衡，能避免多電機因出力不平衡而造成的電機的損壞。
起動轉(zhuǎn)矩大
該系統(tǒng)的永磁同步電動機能恒定輸出額定負載轉(zhuǎn)矩2.8倍的起動轉(zhuǎn)矩，而傳統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)使用的異步電動機在同功率條件下的起動轉(zhuǎn)矩是額定負載的55%，不能滿足系統(tǒng)的正常起動，為了系統(tǒng)正常起動，需增大電機容量來滿足起動轉(zhuǎn)矩，但系統(tǒng)正常運行后，就造成了大馬拉小車現(xiàn)象。
降低系統(tǒng)變壓器容量、縮小變壓器的體積
系統(tǒng)功率因素高：永磁直驅(qū)帶式輸送機系統(tǒng)采用變頻器驅(qū)動具有很高的功率因素，于原系統(tǒng)相比可降低變壓器的容量。由于變頻器采用交直交技術(shù)，所以給變頻器供電可采取高頻電源，采用高頻電源后可以大大的縮小變壓器的體積。
強力皮帶用永磁同步電機
綜上所述，永磁同步電機驅(qū)動的膠帶運輸系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點：
(1)高效、低噪、節(jié)能。取消了液力偶合器和減速系統(tǒng)震動和噪聲大大降低；與原系統(tǒng)相比，電耗降底，效率明顯提高。
(2)維護量小、維修成本低。省掉了因更換、檢修、日常維護減速器和液力偶合器及齒輪等磨損零部件投入的費用；節(jié)約了由于起動不平穩(wěn)造成皮帶被拉裂而投入的采購費用。
(3)輸出轉(zhuǎn)矩大、運行平穩(wěn)。在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)保持恒轉(zhuǎn)矩，可提高運行穩(wěn)定性。特別是電動機在低頻、低壓、低速時可提供足夠的轉(zhuǎn)矩。利用變頻器的調(diào)速可實現(xiàn)重載起動，功能實現(xiàn)帶式輸送機的緩慢起動，滿載起動運行時電流不超過額定電流的2倍。
(4)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕。
由此可見，永磁同步電機直驅(qū)強力皮帶可以促進礦企節(jié)約成本，高效發(fā)展的力度，進一步有計劃的進行整個運輸設(shè)備的改革，它將高科技技術(shù)手段與煤礦安全生產(chǎn)結(jié)合在一起，既減少了生產(chǎn)資金投入，減少了皮帶動力的運行環(huán)節(jié)；同時方便了礦井皮帶輸送機的維修，加快了生產(chǎn)的步伐。
