1、問題的提出
裙板喂料機(jī)是進(jìn)行物料輸送的重要設(shè)備。我礦有2套石灰石裙板喂料機(jī)，分別向2臺(tái)石灰石錘式破碎機(jī)輸送物料，每套喂料系統(tǒng)是獨(dú)立系統(tǒng)，進(jìn)口物料最大粒度800 mm。2臺(tái)石灰石錘式破碎機(jī)每年破碎石灰石物料150萬t，破碎粒度為大于25 mm篩余量小于10%。石灰石裙板機(jī)采用兩級(jí)調(diào)速，電動(dòng)機(jī)采用雙速鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。電機(jī)型號(hào)為：Y180L-2/4，22 kW/18.5 kW，該種調(diào)速方式比較落后，設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性較差，運(yùn)行過程中存在諸多問題。
(1)破碎機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)口物料粒度變化大，由此帶來破碎機(jī)電流上下跳動(dòng)，裙板喂料機(jī)調(diào)速頻繁。這種現(xiàn)象一方面造成電動(dòng)機(jī)及控制回路交流接觸器經(jīng)常燒壞，使設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定；另一方面，降低了裙板喂料機(jī)平均喂料速度，產(chǎn)量下降。
(2)裙板喂料機(jī)調(diào)速頻繁，機(jī)械沖擊較大，經(jīng)常造成裙板機(jī)連接大對(duì)輪扭裂、鏈板拉斷等問題。
(3)由于該種調(diào)速方式比較落后，使破碎機(jī)錘頭的經(jīng)濟(jì)壽命縮短，加大了石灰石破碎的生產(chǎn)成本。
2、改造方案
針對(duì)以上問題，要使裙板喂料機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，系統(tǒng)必須軟啟動(dòng)。要提高破碎機(jī)的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量，必須破碎機(jī)有一個(gè)合適的喂料量，要求裙板機(jī)隨時(shí)進(jìn)行調(diào)速。變頻調(diào)速具有低功率啟動(dòng)、調(diào)速范圍大、精度高、跟蹤準(zhǔn)確、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。因此，石灰石裙板機(jī)喂料系統(tǒng)應(yīng)采用變頻技術(shù)。變頻器的控制原理見圖1，變頻器設(shè)定值見表1。
交流電動(dòng)機(jī)和變頻器的選型：我礦石灰石物料的硬度變化較大，石灰石破碎機(jī)負(fù)荷隨物料硬度的變化而變化。另外，破碎機(jī)的狀態(tài)也在變化，從破碎機(jī)多年的運(yùn)行情況看，在破碎機(jī)狀態(tài)最佳及物料最好時(shí)，喂料速度可以提高30%左右。針對(duì)這種情況，考慮改造的經(jīng)濟(jì)性及電機(jī)的頻率特性，電機(jī)選擇普通交流電機(jī)，裙板喂料機(jī)速比提高lO%，變頻器的最高頻率設(shè)定60 Hz，比原來提高了20%。改造后用同樣速度的電機(jī)，電機(jī)的功率
p=TxN/974
式中：
P：電機(jī)功率，kW；
Ⅳ．轉(zhuǎn)速，r/min,
T：轉(zhuǎn)矩，kg．m。
原來電機(jī)Ⅳc=2 950 r/min，T1=7.26KG·m，則N=1.2N1，T=l.lTi，通過計(jì)算，電機(jī)功率為29.03 kW。電機(jī)選型為：Y200L，_2，30 kW，2 950 r/min;變頻器選型為：ACS600.37 kW，該變頻器性價(jià)比較高，電磁干擾較小。變頻器的外部連接方式為工廠宏設(shè)置，變頻器給定信號(hào)大小取決于破碎機(jī)的負(fù)荷電流大小；變頻器給定信號(hào)采集方法：破碎機(jī)的負(fù)荷電流通過電流變送器輸入上位機(jī)，上位機(jī)根據(jù)破碎機(jī)的特性，通過計(jì)算后變成0～10V標(biāo)準(zhǔn)直流電壓信號(hào)，輸出給變頻器。開關(guān)回路，輸入端主要有停止/啟動(dòng)開關(guān)量，輸出端有運(yùn)行及故障信號(hào)開關(guān)量。
工作原理：石灰石破碎機(jī)高壓電動(dòng)機(jī)功率為400 kW，轉(zhuǎn)速1 480 r/min，破碎機(jī)傳動(dòng)方式為皮帶傳動(dòng)，破碎機(jī)工作時(shí)負(fù)荷電流波動(dòng)十分大。該高壓電機(jī)空載電流為12 A，拖動(dòng)破碎機(jī)空載時(shí)電流為25 A，高壓電機(jī)的額定電流50A，破碎最大允許物料時(shí)負(fù)荷電流瞬間可達(dá)80 A。針對(duì)破碎機(jī)的工作特陛，一方面利用工控機(jī)連續(xù)采集破碎機(jī)負(fù)荷電流數(shù)值，通過處理對(duì)變頻器頻率進(jìn)行分段式閉環(huán)負(fù)反饋調(diào)節(jié)控制，另一方面利用破碎機(jī)的工藝連鎖及保護(hù)開關(guān)量控制變頻器開停機(jī)。
分段式調(diào)節(jié)控制方式如下：（功破碎機(jī)的負(fù)荷電流，單位：A；工控機(jī)輸出給定值0～10 V連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)間設(shè)定為25 s）
(1)當(dāng)20 A<I≤45 A時(shí)，工控機(jī)輸出變頻器的AIl+、AIl -給定值為DC10V。
(2)當(dāng)45 A<I< 60 A時(shí)，工控機(jī)連續(xù)調(diào)節(jié)變頻器的AIl+、AIl -為給定值。
(3)當(dāng)60 A<，< 70 A時(shí)，工控機(jī)輸出給定值進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)8s后，如/>50 A，工控機(jī)輸出給定值瞬時(shí)下降當(dāng)前值的50%;在連續(xù)調(diào)節(jié)4S，如此時(shí)t>50 A，則工控機(jī)輸出給定值立即下降到0V。
(4)當(dāng)70 A<I< 80 A時(shí)，工控機(jī)進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)4s后，若此時(shí)l>50 A，則工控機(jī)輸出給定值立即下降到0V。
(5)當(dāng)，>80A時(shí)，工控機(jī)輸出給定值立即下降到0V。
(6)當(dāng)1< 20 A時(shí)，工控機(jī)輸出給定值立即下降到0V（防止破碎機(jī)傳動(dòng)皮帶斷及皮帶打滑，由此造成破碎機(jī)堵料事故）。
變頻器開關(guān)量控制：變頻器的開停機(jī)受控于破碎機(jī)的連鎖開關(guān)量及各種保護(hù)開關(guān)量，當(dāng)裙板喂料機(jī)前方破碎機(jī)開啟后，交流接觸器K的電吸合，石灰石破碎機(jī)進(jìn)入運(yùn)行時(shí)，K2吸合變頻器得到開機(jī)指令，變頻器開啟，同時(shí)變頻器運(yùn)行燈HL2亮。當(dāng)前方停機(jī)或故障停機(jī)時(shí)K2失電，變頻器停機(jī)。
3、運(yùn)行效果
(1)由于變頻器的軟啟動(dòng)的性能，避免裙板喂料機(jī)的機(jī)械沖擊及拖動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)電流，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，使裙板喂料機(jī)的大修周期由原來的
1.5 a延長(zhǎng)至3a。
(2)變頻器調(diào)速寬的性能，優(yōu)化了破碎機(jī)的喂料量，破碎機(jī)錘頭的經(jīng)濟(jì)壽命得到了延長(zhǎng)。原來每噸錘頭破碎石灰石44萬t，優(yōu)化后提高到每噸錘頭破碎石灰石55萬c。
(3)變頻技術(shù)的應(yīng)用為破碎機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高的必要條件，破碎機(jī)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量由原來的230 t/h提高到280 t/h。另外，石灰石物料生產(chǎn)系統(tǒng)電耗有較大幅度降低，由原來3 kWh/t少到2.5 kW/t。
三門峽富通新能源銷售生產(chǎn)顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
