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自动化流水线的电动机驱动应用


来源:乐橙国际 | 时间:2018-11-26

  自动化流水线是由三相异步的电动机通液力耦合器及减速器同流水线滚筒轴连接,采用手动开关的运行方式。自动化流水线起动后电机恒速运行,皮带的速度不能调整。由于自动化流水线电机长期工频运行,不能软起软停、加之自动化流水线采用液力偶合器实现皮带软起动,使得电网电压的波动剧烈、电机内部机械冲击剧烈、发热和磨损大,设备的维护和维修工作量大、能耗高、费用大,另外针对自动化流水线的起动时间短、加载力大而引起的皮带易断裂和老化情况,不得不选用强度很高的皮带,导致成本加大。为提高自动化流水线运行效率、减少设备的维护和维修工作量,节约成本和能源,经过市场调研及对多个改造方案的初期投入费用、维护费用相比较,决定采用变频器对自动化流水线电动机进行相对应的改造。

  自动化流水线是以挠性输送带当作物料牵引件和承载构件的连续输送设备,它被广泛的应用于采矿、冶金、铸造、化工、建材等行业的生产和输送流水线,它也是煤矿地面和井下生产系统中运用最为广泛的输送设备。

  现场自动化流水线采用的电动机是三相异步的电动机。由于该自动化流水线是向上输煤至地面,因此电机的输出转矩通过减速器转换后作用在皮带机驱动滚筒轴上,并且与上层皮带自重沿传输面重力分量作用在皮带机驱动轮毂上的力矩合成。合成的驱动力矩与驱动轮毂受到皮带的摩擦力阻力合力矩相平衡。自动化流水线空载运行时,其电机处于正在转电动态,工作在第一象限;在皮带上煤后,煤的重力沿着皮带传输方向的分力也作用在驱动轮毂上,并且使得驱动力矩逐渐增大;在驱动力矩超过摩擦阻力力矩后,驱动轮毂的转速将加速转动,通过机械连接使得电机转子也加速转到。其速度将超过同步转速;电机处于正转再生态,工作在第二象限。电机运行在第一象内时为电动态,其定子中的旋转磁场、电机的输出电磁转矩与转子的转向同向,电机输出的电磁转矩是转子的驱动力矩,此时电机从电网吸收的电能大部分由电磁转矩作用到转子上以机械能形式输出。当电机运行在第二象限内时为再生态,由于转子切割磁力线的方向发生了改变,所以电机作用到转子上的电磁转矩方向也发生改变,成为转子的制动阻力力矩。此时电机转子被负载的合成力矩拖着以低于同步转速的速度转动。

  自动化流水线的运动是通过电机驱动自动化流水线滚筒轴,靠摩擦牵引皮带运动,而皮带则通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。由于皮带是弹性储能材料,所以在自动化流水线停止和运行时皮带储存有大量势能,因此自动化流水线起动时应该采用软起动的方法,将皮带内部贮存的能量缓慢释放,使得自动化流水线在起动过程当中形成张力波降到最小,几乎不对皮带造损害。现场自动化流水线是通过液力耦合器来进行实现自动化流水线的软起动,并且在自动化流水线起动时调整液力耦合器的机械效率为零,使得电机空载起动。该方法的缺点虽然采用了降压空载起动 ,但是电机的起动电流仍然比较大,可以达到400A以上,这不仅引起电网压的剧烈波动,还能造成电机内部机械冲击和发热等现象。

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