胶带输送机大功率变频器节能环保的应用

传统的运输方式是使用大吨位的矿用汽车从山上往山下一趟一趟运送矿石，而石灰石原料矿山位于直线距离数公里外的山上。为使生产的正常进行，那就要先修一条能够供矿用汽车行驶的道路。只要水泥生产线不停工，矿车就要不间断地将石灰石从山上运到山下。这条道路应能承受大吨位的矿用汽车的碾压，其长度在数公里以上，占地面积大，投资自然也大，而且运输过程中要消耗不少油料。再考虑到设备和道路的维护，运行费用高，水泥生产成本增高，不利于市场竞争。考虑到石灰石从山上运送到山下的过程中，位能在不断减少，为降低生产成本，可利用石灰石本身具有的位能，不用消耗其他的能量或消耗很少的电能就可安全地将石灰石从山上运送到山下，如现在采用较多的胶带输送机，不仅作为运输石灰石的工具，而且还利用位能来发电，节能效率非同小可，降低水泥生产电耗意义重大。

以下为控制方案：

　　长距离的下运胶带输送机分为两段，两台交流电动机安装在胶带机的尾部，采用尾侧驱动形式。

（1）关于高压交流电机直接驱动
　　电动机不经减速器直接驱动下运胶带输送机。起动时，特别是在带载起动的情况下，会产生很大的机械冲击，使胶带可能拉断，带来严重的后果。为实现带载软起动，在起动过程中加入液压制动，由此将极大地增加制动器的运行负荷，缩短制动器的使用寿命，并增大制动器的维护工作量。液压制动器是作为下运胶带输送机的应急安全保障设施，不宜在起动时经常使用。
当物料达到一定量时，其位能足以使胶带机运行起来，下运胶带输送机拖动电动机发电，同频同相且电压比电源电压高时，可将位能转换来的电能送到电网上。停车时，为实现软停车，需要加入制动。依据同样的原因，这种起动、停车时经常使用制动系统的方案不太合适。

（2）关于高压变频器驱动
　　目前，国内生产的6000V或6000V以上的高压变频器，其主回路拓扑均采用单元串联式。由于变频器主回路结构上的原因，这类变频器主要用于风机、泵类负载上，不能用在有再生能量的场合。下运胶带输送机应使用三电平高压变频器，这类变频器目前投资大，从经济上考虑此方案也不一定合适。

（3）关于690V变频器驱动
　　690V变频器属于低压范畴，变频器技术较成熟，价值也不高，其功能能满足下运胶带输送机的工艺要求，而且维修方便，维护费用不高。缺点是电流较大，为减小线路的损耗，供电线路、变频器接到电机的电路的截面积应足够大，增大了初始投资。
该方案不用液压制动系统参与就可实现长距离胶带机的带载软起动、软停车、位能发电回馈电网、以及空载低速验带等功能。从目前的现状看，这种方案既容易实现，又能满足使用要求，而且是经济的方案。


对于方案实施的情况

　　对上述三个方案进行对比，考虑到目前技术状况和能够实现的条件，确定采用第三个690V变频驱动方案。
胶带输送机的技术参数：物料下降－352米产生的位能为1724.8KW，采用尾侧驱动形式，在两段胶带输送机的尾部安装两台交流电动机，电动机额定功率为：2880＝1760KW。实际上，胶带输送机的胶带相当长，重量较大，磨擦力也就更大，有一部分位能用于克服摩擦力，余下的位能用于发电，发电功率1200KW左右。为安全运行，两台电动机留有适当的余量。变频器选用希望森兰SB70G690V1100Q6高性能矢量控制变频器。在胶带输送机起动时，有时可能是满负荷重载软起动，起动力矩要求很大，为安全性，变频器的容量也适当增大。
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