礦用帶式輸送機(jī)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：帶式輸送機(jī)作為煤礦企業(yè)重要的運(yùn)輸工具，在煤礦企業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。但是煤炭生產(chǎn)耗能較大，而帶式輸送機(jī)節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)，不但有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)，而且還能夠增加其運(yùn)行的效率，這對(duì)于煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：礦業(yè)輸送機(jī),輸送機(jī)電機(jī),礦用帶式輸送機(jī)

在煤礦運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)是最理想的高效連接運(yùn)輸設(shè)備，帶式輸送機(jī)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，主要有：能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離運(yùn)輸、在實(shí)際運(yùn)輸中運(yùn)量非常大，而且?guī)捷斔蜋C(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)可連續(xù)輸送。帶式輸送機(jī)的運(yùn)行可靠，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)集中化控制。在高產(chǎn)高效礦井之中，帶式輸送機(jī)是十分關(guān)鍵的設(shè)備，直接影響煤炭高效開(kāi)采機(jī)電一體化技術(shù)。

1 傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)電機(jī)系統(tǒng)效率分析

1.1 帶式輸送機(jī)電機(jī)及效率

1.1.1 效率不高
根據(jù)最新中小型電機(jī)能效等級(jí)，國(guó)家將其劃分為三個(gè)級(jí)別，即一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，并且其效率值分別為95%、94.2%、92.5%。基于以上數(shù)據(jù)顯示：國(guó)家規(guī)定的3級(jí)效能電機(jī)的效率值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤礦專用電機(jī)的效率。

1.1.2 輕載效率低
導(dǎo)步電機(jī)的負(fù)載在很大程度上決定著其效率，當(dāng)達(dá)到80%左右的額定負(fù)載時(shí)，導(dǎo)步電機(jī)的效率最高，達(dá)到額定效率。而帶式傳輸機(jī)的負(fù)載與其生產(chǎn)狀況存在密切的關(guān)系，尤其是可伸縮帶式傳輸機(jī)，其負(fù)載經(jīng)常發(fā)生變化，如若可伸縮帶式傳輸機(jī)所配電機(jī)按照最大功率選配，致使電機(jī)在大多數(shù)時(shí)候處于輕載的運(yùn)行狀態(tài)，不但運(yùn)行效率偏低，而且功率因數(shù)同樣不高，這就浪費(fèi)了大量的電能與無(wú)功。

1.2 液力耦合器及其效率
目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)的液力聯(lián)軸器主要分為三種：即調(diào)速型、限矩型、以及標(biāo)準(zhǔn)型。其中限矩型是當(dāng)前在煤礦帶式輸送機(jī)方面應(yīng)用最廣泛的類型，而聯(lián)軸器應(yīng)用于煤礦帶式輸送機(jī)的好處體現(xiàn)以下幾點(diǎn)：
①改善啟動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)：在啟動(dòng)帶式輸送機(jī)時(shí)，需要大的啟動(dòng)力矩來(lái)克服系統(tǒng)的靜阻力矩，以此來(lái)獲得系統(tǒng)的加速度;
②過(guò)載可靠保護(hù)：當(dāng)帶式輸送機(jī)因某種原因而不能運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，例如被物料卡死、裝料過(guò)多等，此時(shí)液力聯(lián)軸器將會(huì)發(fā)生打滑的現(xiàn)象。雖然電動(dòng)機(jī)能夠維系正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是帶式輸送機(jī)卻無(wú)法進(jìn)行工作。機(jī)械聯(lián)軸器轉(zhuǎn)差率逐漸增大，致使油溫上高，將會(huì)導(dǎo)致易熔塞出現(xiàn)融化;
③降低能耗：當(dāng)液力聯(lián)軸器投入使用后，電動(dòng)機(jī)的安裝功率完全可以達(dá)到帶式輸送機(jī)所需。這就成功的解決了傳統(tǒng)沒(méi)有使用液力聯(lián)軸器存在的問(wèn)題，例如安裝功率必須加大50%的情況。

1.3 減速器及其效率
當(dāng)電機(jī)輸出高轉(zhuǎn)速機(jī)械功率時(shí)，通過(guò)減速器可以將其轉(zhuǎn)換為帶式輸送機(jī)要求的低轉(zhuǎn)速機(jī)械功率?；诋?dāng)前能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，減速器在一定程度上消耗了一定的能量，大約占據(jù)輸出功率的6%左右。而減速器的效率與減速比存在一定的關(guān)系，當(dāng)減速比越大時(shí)，減速器的效率就越低。

2 礦用帶式輸送機(jī)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)

為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦用帶式輸送機(jī)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的目的，需要從傳動(dòng)系統(tǒng)效率與電機(jī)本體效率兩方面進(jìn)行考慮。當(dāng)負(fù)載大范圍變化時(shí)，而系統(tǒng)運(yùn)行效率仍然極高。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面的內(nèi)容：

2.1 三相異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造
在改造役老式電動(dòng)機(jī)的過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)運(yùn)用新材料與新技術(shù)，不但能夠提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的效率，而且還有助于降低費(fèi)用的支出。這也是當(dāng)前最有效的電動(dòng)機(jī)節(jié)能方式，經(jīng)常運(yùn)用的改造方法如下：
①電動(dòng)機(jī)繞組改接：通過(guò)對(duì)其繞組型式進(jìn)行改進(jìn)，有助于降低其能耗，提高其運(yùn)行效率。目前最好的繞組改接方法為：?jiǎn)螌永@組改為雙層繞組、同心繞組改為等距繞組或者交叉式鏈接型繞組;
②選擇新型節(jié)能風(fēng)扇：在電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇功耗與轉(zhuǎn)速接近三次方關(guān)系，尤其在大型電動(dòng)機(jī)中，其通風(fēng)損耗較高;
③綜合改造技術(shù)：基于當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行現(xiàn)狀而言，需要對(duì)其進(jìn)行技術(shù)方面的分析，采取有效措施進(jìn)行技術(shù)改造，同時(shí)要根據(jù)最佳成本收益，制定出最新的技術(shù)改造方案;
④定子繞組重繞，增加繞組線徑，減少電阻，降低銅損，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。電動(dòng)機(jī)效率可提高1.5%-4%。

2.2 輕載節(jié)能高效電機(jī)
三相異步電機(jī)效率通常指額定工作點(diǎn)的效率。帶式輸送機(jī)的運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)負(fù)載較大的波動(dòng)。當(dāng)負(fù)載率小于60%的情況下，電機(jī)效率將會(huì)大幅度下降。因此為了能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)節(jié)能運(yùn)行，就要保證電機(jī)在輕載時(shí)存在較高的效率。

2.3 高效率、超高效率三相異步電機(jī)
目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)將中小型電機(jī)分為一級(jí)效能、二級(jí)效能、三級(jí)效能三個(gè)等級(jí)，并且強(qiáng)制性的規(guī)定：如若一般性用途電機(jī)低于三級(jí)效能，此類電機(jī)不得進(jìn)行生產(chǎn)，而且也不能夠在市場(chǎng)上進(jìn)行出售。

3 帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)內(nèi)的帶式輸送機(jī)與國(guó)外的帶式輸送機(jī)還有很大的差距，在今后的發(fā)展中，我國(guó)應(yīng)該不斷學(xué)習(xí)國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)，促進(jìn)煤礦企業(yè)帶式輸送機(jī)朝大型化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。帶式輸送機(jī)要在發(fā)展中擴(kuò)大使用范圍，提高使用性能。

綜上所述，為了能夠保證帶式輸送機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)效率得到全面提升，就需要做好以下幾點(diǎn)工作：其一，采取有效措施，提高各部件的效率，必須給予輕載時(shí)效率與額定效率足夠的重視，確保整個(gè)負(fù)載區(qū)間存在較高的運(yùn)行效率。其二，對(duì)傳統(tǒng)傳動(dòng)方式進(jìn)行改造升級(jí)，取消液力耦合器之間環(huán)節(jié)，而應(yīng)采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以此來(lái)提高系統(tǒng)效率。