斗式提升機驅(qū)動系統(tǒng)改造分析

江蘇嘉軒智能工業(yè)科技股份有限公司 · 2021-11-03 15:22

一、 概述

隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)以及自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展,電氣傳動技術(shù)正面臨一場新革命,也朝著更加“綠色”的方向發(fā)展,在電氣傳動領(lǐng)域,變頻調(diào)速系統(tǒng)因效率高、性能好而成為主流。

自“十四五”碳達峰、碳中和 規(guī)劃出臺以來,已被寫入政府工作報告中。中國將嚴控煤電項目,嚴控煤炭消費增長、“十五五”時期逐步減少。此外,中國已決定接受《〈蒙特利爾議定書〉基加利修正案》,加強非二氧化碳溫室氣體管控,還將啟動全國碳市場上線交易。

節(jié)能減排就是各行各業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,這個時候,各種節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的應用更加廣泛,前景更加明朗。受益于節(jié)能減排、綠色環(huán)保等戰(zhàn)略的拉動,永磁電機作為高效節(jié)能電機領(lǐng)域內(nèi)的重要設(shè)備,其產(chǎn)業(yè)成為未來幾年市場潛力非常巨大。

專為斗式提升機設(shè)計改造永磁直驅(qū)電機,在鏈速0~額定鏈速之間可進行無極調(diào)速、大轉(zhuǎn)矩、低轉(zhuǎn)速驅(qū)動負載。斗式提升機專用永磁直驅(qū)電機直驅(qū)系統(tǒng)取消了原斗式提升機驅(qū)動系統(tǒng)的電動機、齒輪箱、聯(lián)軸器直接驅(qū)動負載,提高系統(tǒng)可靠性與穩(wěn)定性,實現(xiàn)系統(tǒng)高效、節(jié)能。

斗式提升機專用永磁直驅(qū)電機在負載率25%~120%范圍內(nèi),效率均接近額定效率,功率因數(shù)均接近1。

由“斗式提升機專用永磁直驅(qū)電機+變頻器”驅(qū)動系統(tǒng)可實現(xiàn)軟起、軟停、軟沖擊;起動過程大轉(zhuǎn)矩、低電流;運行無級調(diào)速、快速響應負載波動。

斗式提升機在使用要保持連續(xù)運轉(zhuǎn),生產(chǎn)就能正常運行。否則生產(chǎn)就會出現(xiàn)停產(chǎn)。在使用中常有啟動難、啟動時對設(shè)備的沖擊較大,時有發(fā)生沖擊鏈條的情況。針對斗提機使用工況結(jié)合永磁電動機的特點,進行定制設(shè)計斗提機是驅(qū)動單元。

二、斗式提升機的參數(shù)分析

2.1參數(shù)如下:

斗式提升機技術(shù)參數(shù)

物料:生料

主軸轉(zhuǎn)速:30rpm

原斗式提升機異步電機

額定功率:110kW、額定轉(zhuǎn)速:1480、額定電壓:380V

斗式提升機齒輪箱

速比50

低速輸出轉(zhuǎn)速:29.6 rpm

現(xiàn)場使用電壓為AC380V 。

2.2斗式提升機專業(yè)用永磁直驅(qū)電機驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計

依據(jù)現(xiàn)場參數(shù)及使用現(xiàn)場的環(huán)境,需要滿足如下要求;

2.2.1 卷筒轉(zhuǎn)矩不小于原轉(zhuǎn)矩.

斗式提升機主軸轉(zhuǎn)速;29.6(r/min)

永磁直驅(qū)電機設(shè)計轉(zhuǎn)速為30rpm過載轉(zhuǎn)距為2.0倍,轉(zhuǎn)矩大于原驅(qū)動系統(tǒng)。

2.2.2滿足原斗式提升機的所有原有功能。

位置指示、加減速調(diào)節(jié)、雙向旋轉(zhuǎn)并容易改變旋轉(zhuǎn)方向、較高的可操作性、制動系統(tǒng)安全可靠。

2.3驅(qū)動系統(tǒng)對比

2.4設(shè)備布置圖

異步電機驅(qū)動系統(tǒng)(圖1)   

                      

永磁直驅(qū)驅(qū)動系統(tǒng)(圖2)

三、斗式提升機專用永磁直驅(qū)電機

3.1斗式提升機專用永磁直驅(qū)電機技術(shù)參數(shù)

3.2、斗式提升機專用永磁電動機主要技術(shù)特點

1)傳動效率高,降低電能浪費,更省電;

2)重載起動效果好,采用變頻器控制斗式提升機用永磁直驅(qū)電機。具有大轉(zhuǎn)矩軟起動,起動時動態(tài)張力沖擊小,大大降低了對電氣和機械設(shè)備的沖擊,與傳統(tǒng)驅(qū)動方式比,在相同工況下,動態(tài)安全系數(shù)更高,有效提高斗式提升機的整機運行安全性,提高斗式提升機用永磁直驅(qū)電機的使用壽命;

3)可以根據(jù)斗車運送量的大小實現(xiàn)調(diào)速,保證整個斗式提升機在最佳的驅(qū)動功率下運行,而傳統(tǒng)的驅(qū)動組合只能在既定的功率下運行,勢必會造成電能的浪費;

4)斗式提升機用永磁直驅(qū)系統(tǒng)由永磁直驅(qū)電機直接驅(qū)動主軸,負載結(jié)構(gòu)緊湊占地面積小,可以大大減少安裝空間及設(shè)備地基建造,節(jié)省成本,縮短安裝周期;

5)噪聲更低,由于斗式提升機用永磁直驅(qū)系統(tǒng)沒有齒輪的嚙合所以噪聲更低,在低轉(zhuǎn)速大扭矩下運行,沒有高速轉(zhuǎn)動不平衡帶來的振動,噪聲也就更低。也沒有的異步電機的冷卻風扇的噪音。

6)免維護,斗式提升機用永磁直驅(qū)電機直接驅(qū)動負載,將中間的機械傳動設(shè)備都去除,大大降低了故障的發(fā)生概率,從而大大降低維護成本,基本做到免維護。

7)負載率在25%~120%范圍內(nèi),永磁電機均能保證較高的效率。

8)性能優(yōu)良的絕緣系統(tǒng)設(shè)計定子線圈配合專用H級絕緣漆經(jīng)過VPI真空壓力浸漆構(gòu)成電機的絕緣系統(tǒng)。

四.變頻器技術(shù)參數(shù)

斗提機專用永磁電機配套變頻器參數(shù)

五、節(jié)能分析

5.1、永磁直驅(qū)電機高效區(qū)寬,即輕負載運行時仍具很有高效率、功率因數(shù),節(jié)能效果明顯。具體對比見下表、及圖3、圖4。

效率及功率因數(shù)對比表

5.2、傳動節(jié)能計算表

5.3、啟動電流、轉(zhuǎn)矩對比

因為啟動電流的減小,對輸入電纜的要求也由原2*95mm2降低為,95mm2。對上一級的變壓器的沖擊和對其他的設(shè)備的因電流沖擊的影響全部去除。

5.4、節(jié)能對比

對設(shè)備安裝完成后,作了一個節(jié)能對比原有110kW異步電機驅(qū)動系統(tǒng),如果采用永磁直驅(qū)電機改造,傳動效率提高10%,因此使用110kW永磁電機改造就可以完全替代原有驅(qū)動設(shè)備,保證可靠性。

根據(jù)原系統(tǒng)提供數(shù)據(jù),其節(jié)能計算按負載率為50%來計算。

6、總結(jié)

升級為永磁直驅(qū)系統(tǒng)后,縮短了驅(qū)動鏈,特別是剔除了易于導致維修任務繁重的液力耦合器、減速機;不但使得驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到根本改善,更是每年可節(jié)省維修、維護、保養(yǎng)費用。

電動機功率因數(shù)實現(xiàn)跨越性提升,從0.85提高到0.94以上,從而使得供電線路的無功損耗大幅度降低;

永磁直驅(qū)系統(tǒng),較比現(xiàn)有的常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng),不但運行平穩(wěn),且大幅減少維保工作量,在后續(xù)使用中給用戶帶來巨大便利,無疑是一套物超所值、引領(lǐng)趨勢的斗提機專用永磁驅(qū)動系統(tǒng)。

編輯:梁愛光

監(jiān)督:0571-85871667

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2024-10-31 03:27:08