1、問題的提出
    轉載機的給料機是自移式破碎機的重要組成部分，系統(tǒng)采用液壓驅動方式，由2臺驅動電動機，2臺直齒減速機．4臺液壓泵，2臺液壓馬達．2臺行星減速機和驅動軸、液壓管路等構成。系統(tǒng)經(jīng)2臺250 kW主驅動電動機產生動力，經(jīng)2臺直齒減速機帶動4臺液壓泵產生系統(tǒng)壓力．驅動2臺l500 r/min液壓馬達工作，經(jīng)過2臺行星減速機減速后驅動主驅動軸，帶動刮板工作。由于現(xiàn)場T作環(huán)境惡劣，粉塵嚴重，設備振動大，冬季與夏季溫差大，液壓系統(tǒng)及元件多次出現(xiàn)故障，嚴重影響設備可靠運行。液壓系統(tǒng)設備元件較多，導致故障率偏高。系統(tǒng)維護技術要求高，工藝復雜，維修困難，嚴重影響半連續(xù)采煤系統(tǒng)的正常運行。隨著工業(yè)傳動技術的日趨提高．變頻器驅動已經(jīng)廣泛應用到各種工況，故考慮是否可以用ACS800驅動系統(tǒng)替代液壓驅動系統(tǒng)，本文就此問題進行全面技術、經(jīng)濟分析比較，探討應用ACS800變頻驅動給料機的可行性。
2、技改的關鍵問題
2.1使用ACS800的可行性
    (1)轉載機的給料機工作特點①多數(shù)空載啟動，基本無過載現(xiàn)象，偶然帶額定負載啟動，受料斗最多有70 t煤炭；②要求零速啟動，速度范圍在0～0.6 r/min．可以手動控制緩慢加速或減速，速度在0.3—0.5 m/min使用較多并穩(wěn)定運行；③穩(wěn)定運行中外界負載基本穩(wěn)定，沖擊性較小；④環(huán)境溫度較低，當溫度低于-5℃時，啟動料斗壁加熱器；當溫度升至30℃時，停止加熱。粉塵較大，防護等級應IP54；
⑤控制與保護應完善，便于司機監(jiān)控。
    (2)ACS800的特點  ABB生產的傳動模塊具有很寬功率、電壓范圍，低噪聲、低干擾，有多種內、外設功能模塊，提供控制、保護、監(jiān)測、編程和通信等功能，柜體內結構緊湊，便于安裝，特別是啟動和制動過程平滑，無震動力矩，可以保證電動機低速時具有額定轉矩，而且效率高，對電網(wǎng)沖擊小，故障率低。由此特點可知．采用ACS800驅動完全可以滿足給料機驅動的需要。
2.2方案確定與主要設備選型
    (1)ACS800驅動系統(tǒng)組成
    驅動系統(tǒng)主要由1臺ACS800傳動，2臺驅動電動機，2臺行星減速機組成。
    (2)主要設備選型
    ①減速器選型現(xiàn)在系統(tǒng)使用的行星減速器要求額定輸入功率130 kW．輸入轉速1500 r/min．考慮設備多數(shù)運行時間都在0.3～0.5 m/min低速狀態(tài)，且交流異步電動機一般轉速1 488 r/min可以通過ACS800超調不超過5%來滿足1 500 r/min的工作需要，因此行星減速器可以繼續(xù)保留使用：

②驅動電動機選型  由給料機額定驅動功率
    板式給料機額定驅動功率
    PN=1.3Fzv/1 000 77=307.27/kW
    板式給料機驅動電動機功率Pml =(1.1～1.6)PN
    考慮到給料機采用了2臺電動機驅動需留一定過載能力，重載啟動時較多，冬季常常還要在料斗煤炭凍粘后帶載啟動．因此取系數(shù)1.6．則總驅動功率Pld=491.6 kW，系統(tǒng)使用2臺電動機同軸驅動，選取每臺電動機額定功率為250 kW，轉速1500 r/min．頻率50HZ，額定電壓380 V，額定電流430 A、功率因數(shù)0.87、IP54。
    ③ACS800選型
    變頻器選型主要考慮變頻器與電動機電壓、電流、轉矩最佳匹配問題，此外還考慮負載類型和防護等級等。結合給料機工作條件，按照電動機的負載功率選擇變頻器是可以滿足工作需要的．對于連續(xù)工作的變頻器容量可參考電動機額定值選取：
    通過以上計算可知，變頻器容量應在303.6—318 kW。考慮設計中電動機按重載啟動運行選取的．安全系數(shù)較大，變頻器額定電流一般取電動機額定電流的1.1—1.5倍，則變頻器電流473～645 A．通過變頻器選型手冊確定變頻器型號ACS800-07-0400-3。主要參數(shù)如下：工作電壓400 V，電流693A，容量315 kW，IP54。
3、經(jīng)濟分析與對比
    (1)技改設備經(jīng)濟費用分析
    由于液壓驅動與變頻驅動均使用的行星減速器和驅動電機．以下對比經(jīng)濟分析中不在考慮該設備。如表1、表2所示。
    只需將液壓驅動系統(tǒng)費用1/2投入到變頻系統(tǒng)改造中即可滿足改造及備件費用。
    (2)運行維護經(jīng)濟對比分析
    2008—2009年，伊敏露天礦半連續(xù)采煤系統(tǒng)較好地發(fā)揮了設備的額定工作效率。變頻驅動的工作面帶式輸送機與采用液壓驅動的給料機工作性質相近，運行時間相同。通過對兩者運行、維護各項指標的對比分析，可以更好地反應出液壓驅動與變頻器驅動之間的優(yōu)缺點及經(jīng)濟效益情況。
    ①故障率及維修費用比較如表3。
    2008~2009兩年時間里，給料機液壓平均每年故障16次，影響運行時間117.5 h．發(fā)生維修費用11萬元。工作面帶式輸送機變頻器平均每年發(fā)生故障5.5次，影響運行時間7.3h。發(fā)生維修費用1.9萬元。如果將給料機液壓驅動改成變頻驅動每年增加設備運行時間112 h．多生產煤炭112x2000=22.4萬t．減少維修費用9.1萬元。
    ②日常維護費用比較  給料機液壓驅動每年需更換液壓油．合計材料費用15.6萬元．更換全部濾器合計費用2萬元．處理液壓故障更換液壓原件常發(fā)生液壓油泄漏，需及時補油，合計費用4萬元。工作面變頻器僅需要定期除塵．檢修即可，基本無維護費用。每年可節(jié)約維護費用21.6萬元。
    ③液壓驅動與變頻器驅動兩者綜合經(jīng)濟性對比分析

    由以上分析可知，將給料機液壓驅動改造成變頻驅動技術上是完全可行的，改造費用170萬元。通過表4經(jīng)濟性對比分析可知，改造后每年可節(jié)約日常維護費用28.6萬元．節(jié)約故障維修費用24.2萬元，合計52.8萬元，僅通過節(jié)約費用預計1200 d即可收回改造成本。設備改造后故障率大大降低，減少設備故障時間．每年可增加產量2000t/hx57h=11.4萬t。增加產值1 140萬元。