探析刮板輸送機變頻驅動技術和傳統軟啟動方式的應用對比

（陜煤化神南紅柳林礦業有限公司，陜西 榆林 710069）

探析刮板輸送機變頻驅動技術和傳統軟啟動方式的應用對比

楊春平

（陜煤化神南紅柳林礦業有限公司，陜西 榆林 710069）

文章分析了刮板輸送傳統軟啟動方式的現狀，對刮板輸送機變頻驅動技術對比傳統軟啟動方式的優勢進行分析，以供參考。

刮板輸送機變頻驅動技術；傳統軟啟動方式；對比

隨著我國煤礦產業的快速發展，對刮板輸送機系統的要求也越來越高，傳統的軟啟動方式在應用的過程中出現了刮板輸送機啟動難、負載不均等問題，嚴重的影響了刮板輸送機的正常運行。變頻驅動技術具有效率高、可靠性高、維護工作量小、使適用范圍廣等方面的優點，與其他傳統軟啟動技術相比，具有明顯的優勢。

一、刮板輸送機傳統軟啟動方式的現狀分析

目前，我國煤礦企業刮板輸送機常用的傳統軟啟動方式包括晶閘管調壓軟啟動方式、液體粘性傳統軟啟動方式、恒充式限距液力耦合軟啟動方式、閥控沖液式液力耦合器軟啟動方式等，但是隨著刮板輸送機驅動電機功率的增大，傳統軟啟動方式在實際的應用過程中表現出了以下問題：

（1）啟動難。由于刮板輸送機停機的隨機性、負載的巨大波動性以及其他因素的影響，導致刮板輸送機經常停機，采用傳統的軟啟動方式很難重啟。

（2）巨大的機械沖擊作用。刮板輸送機采用傳統軟啟動的瞬間，會對整個系統產生巨大的機械沖擊作用，很容易造成驅動系統的損壞，影響整個系統的使用壽命。

（3）對電網的巨大沖擊。傳統的軟啟動方式會產生巨大的電流，對電網造成巨大的沖擊，導致電網電壓的降低，不僅影響刮板輸送機的正常運行，對電網上其他設備的運行也會造成不同程度的影響，加速絕緣老化，縮短電動機的壽命。

（4）巨大的過載沖擊。刮板輸送機在運行的過程中經常出現沖擊、刮卡等現象，采用傳統的軟啟動方式，將會對刮板輸送機造成嚴重的過載沖擊，導致齒輪、鏈條等元件斷裂，甚至燒毀電動機。

二、刮板輸送機變頻驅動技術對比傳統軟啟動方式的優勢分析

變頻驅動技術的工作原理表現為：以變頻器為基礎，實現對刮板輸送機電壓以及頻率的控制，保證電源頻率能夠平滑的改變，將機械和電應力降到最低，保證刮板輸送機能夠平穩的啟動，同時根據應用的具體狀況調節頻率，實現對刮板輸送機速度的調節與控制。刮板輸送機變頻驅動技術對比傳統軟啟動方式的優勢主要表現在以下幾個方面：

（1）能夠實現礦井工作面數據上傳功能，有助于實現煤礦設備自動化、數字化升級，提升礦井安全生產系數。

（2）多方面節約能源：采用變頻器后功率因數可達0.95以上，降低無功功耗；電機與減速器之間采用直接聯接，傳遞效率可提高5%-10%。

（3）減少故障時間、降低設備的維護量：變頻器功能完善，具有完備的保護功能和故障診斷能力，大大減少了電機及刮板運輸機設備的故障和維護量，從而減少了運營成本；變頻器無機械及液壓油磨損，故障率大幅降低；天信變頻器采用模塊化結構設計，故障的恢復時間較短，維修簡便。

（4）具有過載、短路、過電壓、欠電壓、缺相、過熱、漏電等保護功能。

（5）帶有10.4吋液晶顯示屏，工作狀態顯示直觀。

（6）能夠實現軟啟動、軟停車，延長設備使用壽命，避免對電網沖擊。利用變頻器的軟啟動功能實現刮板輸送機的平滑啟動，啟動過程中對機械沖擊更小，可減少設備故障的發生。同時起動電流大大減少，電機所承受的電流沖擊大大降低，電機壽命延長，也避免了對電網的電流沖擊。

（7）具有低速檢修模式：當發生斷鏈或其它設備故障，需要低速運行刮板輸送機時，變頻器提供了低速檢修模式，便于進行低速檢查。

（8）重載啟動功能，變頻器采用DTC控制方式，低頻運轉最大可輸出2.2倍額定轉矩。

（9）可實現多電機功率平衡，變頻器采用先進的DTC控制，不僅可以讀取任一時刻的電機輸出轉矩，還可以精確的對輸出的轉矩進行控制。主變頻器和從變頻器間傳遞轉矩信號形成主從速度、轉矩閉環控制，達到精確的速度控制和優良的負載平衡效果（不平衡度小于2%）。

（10）運行控制精度高、動態響應速度快。變頻器采用ABB直接轉矩控制，可精確控制力矩，且速度是由輸出頻率限定，當負荷出現波動時，轉速不變。

（11）變頻器驅動技術模塊化結構設計，故障的恢復時間較短，維修簡便。

（12）減少了礦用動力電纜的使用數量，降低設備維護，減少了設備的檢修成本。

（13）變頻驅動技術減少了對電網及電機的影響，變頻器采用12脈沖整流，消除了諧波對電網的干擾，同時變頻器電容容量較大，能夠有效減少母線紋波電流含量，進一步降低了整流側諧波的含量。

（14）降低對電機的影響，變頻器在輸出側增加正弦波濾波器，利用LC濾波原理將高頻不等占空比的電壓波形，通過面積等效特性將輸出電壓轉換為正弦波輸出，有效降低了電機繞組側高壓諧波的含量，減少了電磁干擾，提高了電機的使用壽命。

（15）解決設備的供電距離問題，變頻器對設備啟動時不產生大的啟動電流和啟動壓降，所以在供電距離上可以忽略設備啟動壓降對供電距離的影響。

（16）變頻驅動技術的應用提高了煤礦生產安全系數，主要包括以下幾個方面：緩慢起動對人身安全的保護變頻啟動的加速時間；降低了刮板輸送機的機械沖擊，解決刮板輸送機的重載頻繁啟動問題；減少了一線工人的勞動強度，提高了安全生產系數。

結語

綜上所述，由于傳統軟啟動方式在刮板輸送機應用的過程中存在許多問題，嚴重的影響刮板輸送機的運行質量，同時還縮短了刮板輸送機的使用壽命。通過對變頻驅動技術和傳統軟驅動方式進行比較，變頻驅動技術具備了多種優勢，因此，在未來的發展中，刮板輸送機的變頻驅動方式勢必會代替其他傳統的軟啟動方式，占據大部分的市場應用占有率。

[1]王騰，夏護國.重型刮板輸送機驅動方式比較分析[J].煤炭科學技術，2013，41（09）：154-162.

[2]張成剛.交流變頻調速技術在刮板輸送機驅動系統上的應用[J].煤礦機械，2011，32（10）：209-210.

[3]姜敬.變頻電動機在綜采工作面刮板輸送機的應用[J].煤礦機電，2012，15（03）：100-102.

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