输送机电机节能分析与措施

许源远

摘 要：随着我国经济的快速发展以及国际贸易的不断加强，我国的海外贸易总量在逐年增加。海运是我国贸易进出口的重要渠道。在港口码头大宗散装货物的输送中多采用的是长距离带式输送机来进行货物的运输，由于输送机在工作时多数时间都处于未满载的情况，从而使得输送机在工作中经常处于“大马拉小车”的情况，从而导致输送机能耗大幅增加。为降低输送机的能耗应当对输送机工作中的具体工况进行分析，以便对输送机的工作电机进行合理地控制。

关键词：输送机；电机；节能

中图分类号：TM434 文献标识码：A

港口码头装卸设备是港口码头中的重要设备，同时也是港口码头能耗的重点。输送机是码头机械设备中的重要组成部分，其主要被用于对散装货物进行长距离的输送，在输送机工作的过程中，其电机在设计时是按照满载情况进行设计的，从而导致输送机在运行时常常会出现设计功率高于实际传动功率的情况，从而导致输送机的能耗增加。为降低输送机的能耗，应当在分析输送机工作特点的基础上做好对于电机工况的控制，以实现输送机运行电机的节能。

1.输送机工作高能耗分析

输送机是港口码头工作的重要设备，其在工作时在以下几种工况下会导致输送机电机的能耗大幅增加：

（1）在输送机工作时由于堆、取料机处于不同的位置，从而导致输送机皮带上的输送料长度变化较大，导致输送机的运行负载变化较大，无法处于满功率运行。

（2）在输送机工作时输送机上所输送的物料远远低于其设计能力，从而导致输送机的能耗增加。

（3）在输送机工作的过程中所出现的较长的无料段会导致输送机的传动功率需求量远远低于输送机的实际输出功率，造成输送机的能耗增加。

（4）在输送机工作的过程中，不同的物料需要不同的传动功率，比如矿石的堆积密度约为煤炭密度的3倍左右，如使用矿石的传动功率来进行煤炭的输送将会导致输送机的传动功率远远大于其所需要的传动功率，从而导致输送机能耗的增加。输送机设计之初多考虑的是满载工作的情况，但是在上述情况下输送机的电机要远远低于满载的工况，从而导致输送机能耗的增加。针对这一情况应当采用相应的节能技术来降低上述情况下的电机的输出功率降低输送机的能耗。

2.输送机电机节能技术

在传统的输送机工作中，不论输送机是否处于满载运行，输送机中的全部电机都在参与运行，因此，为降低输送机的能耗，应当从控制参与传动的电机数量入手，以使得输送机的实际传输功率与其输送功率相匹配，降低输送机的能耗。

2.1 做好输送机电机增减时机的判定

在散装码头所使用的输送机中，其在设计之初就设定为所有电机都参与运行，但是此种运行方式将会使得输送机在负载较低时产生较大的能耗，因此为降低输送机的能耗应当根据输送机的负载来降低输送机工作电机的数量。做好输送机工作电机的数量控制可以采用以下几种方法：

（1）对于散货堆场来说，根据输送机上所输送料的长度不同输送机上的负载不同，因此可以根据堆取料及的位置来确定是否需要减少输送机中的工作电机的数量，检测堆取料机的位置可以采用开关检测的方法进行，此种方法具有简便、改造成本低等的特点，且能够在电机数量较少的输送机上发挥出较强的效果，但是不足之处是当输送机电机数量较多时仅减1～2台的电机并无法发挥出良好的节能效果。此外在检测输送机上物料位置时还能够通过采用编码器来检测确定输送机上的堆取料机的工作位置，而后将检测到的位置经过PLC的计算后来确定输送机中电机的增减数量，此种方法在输送机中控制多电机的增减时能够发挥出良好的效果。此外，还可以使用GPS检测技术来实现输送机位置的确定，以更好地实现对于输送机中的电机数量的控制，但是此种方法所需要花费的成本较高。

（2）在输送机工作电机数量的增减上还可以通过检测输送机电机工作电流的方式来进行控制。在输送机工作的工程中根据负载大小的不同，输送机电机工作时的电流也不尽相同。因此，通过对输送机电机工作电流进行检测能够直接反应出输送机上所输送的物资的负载的大小，通过对输送机电机电流进行监测，从而判断是否需要增减输送机上工作的电机数量。此外，在输送机工作的过程中输送机电机启动停止时会产生较大的电流波动，在对输送机电机工作电流进行检测时为避免波动电流对检测信息造成影响，可以通过适当地延长输送机电机电流检测的时间，通过延时控制以避免输送机工作电机数量频繁的增减，此外通过此种方式还能够避免输送机电机长时间过载运行。

（3）控制输送机电机数量还能通过对输送机实际所需要的传动功率进行计算以控制输送机电机的增减。此种通过计算输送机有料段长度和输送量来计算输送机传动所需要的实际传动功率的大小来决定输送机中所工作的电机数量的方式是一种极为有效的控制方式，此种控制方式在散货码头输送机上有着极为明显的优势，能够取得良好的节能控制效果，在计算输送机的传输功率上较为复杂，在输送机传输功率的计算上要经过详细的计算以确保计算结果的准确性。

2.2 做好輸送机电机增减控制的切换

在输送机工作中减少工作电机数量的方式可以采用以下几种方法：

（1）带式输送机在进行电机数量增减时能够通过控制PLC切断输送机电动机供电的方式以减少输送机电机工作的数量，在直接断电后输送机电机其一整套的传动装置将会随着输送机的传送带在被动地空转，这种空转在为输送机电机传动带来了磨损的同时使得输送机在运行的过程中负载增加，增加了输送机的能耗。

（2）除了直接中断输送机电机的供电使其不参与输送机的运动外，还可以通过将输送机电机的传动系统更改为超越离合器以实现输送机电机的便捷增减，通过使用超越离合器可以使其在输送机电机参与传动时其起到联轴器的作用，而当其不参与运动时，超越离合器能够有效地保护电机并减少电机的磨损。

某港口码头在工作的过程中使用带式输送机来进行物料的传输，其堆料输送机的输送能力能够达到约7200t/h，而取料机的额定输送能力则约为3500t/h，在输送机工作的过程中，按照港口码头散货总量相一致的原则，港口码头所堆存的散料应当总量一致，但是经过计算码头的堆料能力是取料能力的越两倍左右，因此可以通过控制堆料输送机的输送速度的方式来使得堆、取量相一致，可以通过对输送机中的电机数量进行增减的方式来确保输送机的正常工作，同时通过减少输送机电机中的数量能够有效地实现输送机的节能。此外，在输送机的改造过程中还可以通过在确保输送机输送功率不变的情况下采用“小功率、多电机”的驱动方案，以更好地实现输送机的节能。在某码头输送机其输送能力约为8000t/h，其实际输送量和取料机的位置为循环变量，通过对输送机输送能力进行计算能够取得输送所需要的功率，通过合理地选择输送机的传动功率，以此来实现对于输送机减电机运行控制方案的确定，在输送机工作的过程中其输送机的装机容量具有较大的富裕，在输送机满载运行时将出现“大马拉小车”的情况，因此针对这一情况可以通过减少输送机中的工作电机的方式来减少输送机的能耗。

结语

在现今的散装码头作业中，由于所需要装卸的货物较为零散、分散，因此在输送机的工作中其驱动电机存在着较为普遍的“大马拉小车”的问题，从而使得码头输送机在工作的过程存在着能耗大的问题，为实现输送机的节能，可以通过采用减电机的方式以使得输送机的负载与其输送功率相匹配。此外，在对输送机设计改造的过程中可以在确保输送总功率一定的情况下采用“小功率、多电机”的驱动方式以使得输送机能够取得更为良好的节能效果。

参考文献

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[3]陈帮鹏，杨翠萍，陶福贵.基于MATLAB带式输送机电动机自节能技术研究[J].煤矿机械，2014，35（9）：56-58.