矿用带式输送机电机系统节能技术现状与发展趋势

作者:未知

  摘 要:随着我国工业技术不断的推进,电机系统节能成为工业领域面临的主要问题,而电机系统节能技术成为其研究的重点。带式输送机作为煤矿企业重要的运输工具,在煤矿企业的发展中发挥着重要的作用。但是煤炭生产耗能较大,而带式输送机节能技术的开发,不但有助于实现节能减排的目标,而且还能够增加其运行的效率,这对于煤矿企业的可持续发展具有重要的现实意义。
  关键词:矿业;输送机;电机节能;发展;分析
  在煤矿运输中,带式输送机是最理想的高效連接运输设备,带式输送机的优势十分明显,主要有:能够实现长距离运输、在实际运输中运量非常大,而且带式输送机能够实现可连续输送。带式输送机的运行可靠,在实际运行过程中能够实现集中化控制。在高产高效矿井之中,带式输送机是十分关键的设备,直接影响煤炭高效开采机电一体化技术。
  1 传统带式输送机电机系统效率分析
  1.1 带式输送机电机及效率
  1.1.1 效率不高
  根据最新中小型电机能效等级,国家将其划分为三个级别,即一级、二级、三级,并且其效率值分别为95%、94.2%、92.5%。基于以上数据显示:国家规定的3级效能电机的效率值远远高于煤矿专用电机的效率。
  1.1.2 轻载效率低
  导步电机的负载在很大程度上决定着其效率,当达到80%左右的额定负载时,导步电机的效率最高,达到额定效率。而带式传输机的负载与其生产状况存在密切的关系,尤其是可伸缩带式传输机,其负载经常发生变化,如若可伸缩带式传输机所配电机按照最大功率选配,致使电机在大多数时候处于轻载的运行状态,不但运行效率偏低,而且功率因数同样不高,这就浪费了大量的电能与无功。
  1.2 液力耦合器及其效率
  目前,国内已经生产的液力联轴器主要分为三种:即调速型、限矩型、以及标准型。其中限矩型是当前在煤矿带式输送机方面应用最广泛的类型,而联轴器应用于煤矿带式输送机的好处体现以下几点:①改善启动特性,实现软启动:在启动带式输送机时,需要大的启动力矩来克服系统的静阻力矩,以此来获得系统的加速度;②过载可靠保护:当带式输送机因某种原因而不能运转时,例如被物料卡死、装料过多等,此时液力联轴器将会发生打滑的现象。虽然电动机能够维系正常运转,但是带式输送机却无法进行工作。机械联轴器转差率逐渐增大,致使油温上高,将会导致易熔塞出现融化;③降低能耗:当液力联轴器投入使用后,电动机的安装功率完全可以达到带式输送机所需。这就成功的解决了传统没有使用液力联轴器存在的问题,例如安装功率必须加大50%的情况。
  1.3 减速器及其效率
  当电机输出高转速机械功率时,通过减速器可以将其转换为带式输送机要求的低转速机械功率。基于当前能量转换的过程中,减速器在一定程度上消耗了一定的能量,大约占据输出功率的6%左右。而减速器的效率与减速比存在一定的关系,当减速比越大时,减速器的效率就越低。
  2 矿用带式输送机电机系统节能技术
  为了能够实现矿用带式输送机电机系统节能的目的,需要从传动系统效率与电机本体效率两方面进行考虑。当负载大范围变化时,而系统运行效率仍然极高。主要表现在以下三个方面的内容:
  2.1 三相异步电动机进行节能改造
  在改造役老式电动机的过程当中,通过运用新材料与新技术,不但能够提高电动机运行的效率,而且还有助于降低费用的支出。这也是当前最有效的电动机节能方式,经常运用的改造方法如下:①电动机绕组改接:通过对其绕组型式进行改进,有助于降低其能耗,提高其运行效率。目前最好的绕组改接方法为:单层绕组改为双层绕组、同心绕组改为等距绕组或者交叉式链接型绕组;②选择新型节能风扇:在电动机风扇功耗与转速接近三次方关系,尤其在大型电动机中,其通风损耗较高;③综合改造技术:基于当前电动机的运行现状而言,需要对其进行技术方面的分析,采取有效措施进行技术改造,同时要根据最佳成本收益,制定出最新的技术改造方案;④定子绕组重绕,增加绕组线径,减少电阻,降低铜损,实现节能。电动机效率可提高1.5%-4%。
  2.2 轻载节能高效电机
  三相异步电机效率通常指额定工作点的效率。带式输送机的运行中,经常会出现负载较大的波动。当负载率小于60%的情况下,电机效率将会大幅度下降。因此为了能够实现电机节能运行,就要保证电机在轻载时存在较高的效率。
  2.3 高效率、超高效率三相异步电机
  目前,国内已经将中小型电机分为一级效能、二级效能、三级效能三个等级,并且强制性的规定:如若一般性用途电机低于三级效能,此类电机不得进行生产,而且也不能够在市场上进行出售。
  3 带式输送机的发展趋势
  国内的带式输送机与国外的带式输送机还有很大的差距,在今后的发展中,我国应该不断学习国外带式输送机技术,促进煤矿企业带式输送机朝大型化、自动化的方向发展。带式输送机要在发展中扩大使用范围,提高使用性能。
  综上所述,为了能够保证带式输送机电机转动系统效率得到全面提升,就需要做好以下几点工作:其一,采取有效措施,提高各部件的效率,必须给予轻载时效率与额定效率足够的重视,确保整个负载区间存在较高的运行效率。其二,对传统传动方式进行改造升级,取消液力耦合器之间环节,而应采用直接驱动技术,以此来提高系统效率。
  参考文献:
  [1]马树坤.浅谈矿用带式输送机电机节能现状与发展趋势[J].科技信息,2012(08):342.
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