高壓變頻器在煤礦皮帶機上的應用

李健

摘要：皮帶機是煤礦生產最重要的生產工具，其具有運輸量大，速度平穩的特點，并且能夠在煤礦等復雜復雜環境下進行作業。而且其經濟性也滿足煤礦的經營要求。而現代煤礦皮帶機多采用高壓變頻器進行驅動，能夠達到高穩定性、高運輸能力的效果，所以本文以煤礦皮帶機的控制要求為基礎，研究高壓變頻器在煤礦皮帶機上的應用。

關鍵詞：高壓變頻器；煤礦皮帶機；調速；節能

引言

在煤礦生產中，皮帶機能夠在運輸過程中發揮到重要的作用，目前很多煤礦都利用皮帶機進行煤炭等物流的運輸工作。所以煤礦的生產效益和皮帶機的應用有很大的關系，而且皮帶機的運輸效率和能力越高，企業的效益也就越好。目前一些煤礦的皮帶傳輸系統仍舊采用傳統的調級方式，即串級調速的模式。這種調速模式雖然能夠滿足皮帶機運輸時的基本調速要求，但是存在著穩定性能差、消水平高，并且由于其功率較低，所以運輸能力不高特點，無法發揮出皮帶機控制系統的最優性能。并且根據國家節能減排，開展綠色經營的要求，傳統皮帶機已經無法滿足生產及經營的要求，所以高壓變頻機的應用可以實現這個目標。而且隨著科技的進步，高壓變頻控制技術也在不斷的完善，將其應用于煤礦皮帶機上也是相得益彰。

1 變頻電控系統分析

變頻電控系統是控制高壓變頻器的主要系統，它是由主控中心和高壓變頻器兩個部分組成。PLC是主控中心的核心控制器件，它是整個電控系統的信息處理中心，其主要作用是對系統控制工藝進行處理和分析，同時也承擔著整個系統的安全防護。操作人員可以通過控制器的顯示器來觀察主控中心的各種工況信息和數據，這樣就能夠控制并且觀察皮帶輸送機的靜態參數、動態參數，以及目前的運行趨勢等信息。其次，高壓變頻器是實現皮帶機調速的關鍵，相較于以往的串級調速模式，其主要采用高-高變換模式，在控制以及效率上有了顯著的提高，并且在控制算法、有源逆變技術、矢量控制技術等方面有了進步。

2 高壓變頻器在煤礦皮帶機上的應用方案

2.1 系統結構

高壓變頻器應用在煤礦皮帶機上的時候，要看其在運行過程中的實際效果。這種效果也要根據實際的工況來判定。首先如果皮帶機在現階段需要運輸的物流較少，那么為了降低運行耗能就可以通過調速的方式來實現；其次如果運輸量達到飽和狀態，高壓變頻器就可以全速運行，滿足運輸效率的要求，并且提高煤炭的產量。所以對于高壓變頻器的應用要堅持節約成本以及綠色低耗的原則，并且在運行過程中不能夠對皮帶機的電氣性能、運輸能力產生不利影響。這就需要在應用過程中綜合考慮現場的開采的量以及其他情況。運行方式可以選擇為“一拖一”即一臺變頻器拖動一臺電機，而“一拖二”主要是指一臺變頻器拖動兩臺電機，而且這兩種運輸方式要考慮到功率的問題。

而且高壓變頻器可以同時采用工頻和變頻兩種運行方式，并且這兩匯總運行方式可以相互轉換，以保證煤礦現場生產的連續性。所以操作人員要考慮到現場狀況，以確定何時采用工頻，何時采用變頻才能夠達到最好的經濟效益。其中“一拖二”運行方式可以運用于飽和狀態以及其他狀態下的運輸情況，并且能夠達到降低能耗的目標，在提高生產效益的同時，減少損耗。主要是因為該種運行方式能夠根據煤炭輸送量的多少來進行頻率的自動調整，進而實現變頻調速。

2.2 系統功能

高壓變頻器在煤礦皮帶機上的系統功能也要達到生產和運輸的要求，第一，在皮帶機使用的時候，真正實現了皮帶機的軟啟動，在啟動的時候，皮帶機驅動電機，這時候高壓變頻器的變頻控制系統會立即控制電機以低頻大轉矩啟動，這樣就可以實現皮帶機控制系統的軟啟動，這樣做的好處就是能夠有效延長電機的使用壽命，防止電機長期使用出現故障。

第二，在煤礦復雜的環境下，皮帶機運輸線路長，而且線路復雜，所以必須使用多個電機來帶動，要想保持皮帶機的穩定運輸就可以利用高頻變頻器來實現，它可以使多個電機驅動時的功率平衡輸出。尤其是在采用“一拖二”的運行方式的時候，高壓變頻器所控制的兩臺電機能夠保持穩定的電流、功率，保持運輸的平穩性。

第三，高壓變頻器還可以降低皮帶機的皮帶帶強，因為變頻器的啟動時間范圍能夠1-999秒內進行隨意調節，而在實際現場中，變頻器的啟動時間一般被操作人員設定在60-200秒的范圍內。這樣延長啟動時間也可以降低皮帶機的皮帶帶強要求，所以對于皮帶的帶強就不需要選擇太高的要求，只要滿足實際生產要求即可，從而間接地減少了設備的投資，提高了企業效益。

第四，高壓變頻器的使用降低了皮帶機的維護量。其操作逐漸走向自動化，而且程序的設定考慮了電機的保養和維修，傳統方式下電機的損耗嚴重，壽命短，維修和采購都需要消耗大量的資金，而高壓變頻器的運行可靠性和使用壽命能夠得到有效的保障。在軟啟動的應用下，降低了皮帶機在啟動過程中對于整個機械設備的沖擊，從而對電機、皮帶以及其他設備產生了有效的保護。

第五，國家提出節能減排，綠色經營的口號，在高壓變頻器的應用過程中，能夠很好的實現節能的效果。以為它能夠根據煤倉煤量來對變頻器的輸出頻率進行調節，減少了電動機的功率損耗，從而節省了能源。

參考文獻：

[1]王雪峰.高壓變頻器在德興銅礦廢石膠帶系統的應用[J].銅業工程，2012（4）：152-155.

[2]程寶平.UP10變頻器在煤礦皮帶輸送機上的應用[J].電氣技術，2012（05）：251-252.

[3]馬永健.利德華福高壓變頻器在力拓鐵礦石輸送帶的應用[J].變頻器世界，2011（01）：62-63.endprint