變頻器變頻技術在煤礦皮帶機應用探討

馬曉鵬

摘 要：在社會經濟飛速發展下，信息技術、電子技術、計算機技術也得到了快速的發展，變頻器的使用，使得技術水平得到了不斷提升，對能源節約的力度也在加強。變頻技術的使用，對推進我國構建可行的節約型社會，提供了一定的技術支持。本文就結合作者的實際工作經驗進行入手，簡要的概述了煤礦變頻器的節能技術應用。

關鍵詞：變頻器；變頻技術；煤礦生產；煤礦皮帶機

前言：變頻指改變設備供電頻率，調節設備負載，以滿足延長使用年限、降低損耗及節約能耗的需求[1]。隨著電力電子技術的發展，大功率變頻器技術日益成熟，在煤礦生產當中被廣泛應用起來。從變頻器的原理構成出發，詳細闡述了變頻器的技術優勢。通過變頻器在大興礦膠帶運輸機和主扇風機上使用情況，說明變頻器在節能環保和推動礦井現代化等實踐意義。

一、變頻器變頻技術的概述

變頻技術的核心為變頻器，主要利用轉換設備供電頻率實現自主調節電動機運轉速度率，進一步切實解決電網電壓不穩定影響設備正常運轉的問題[2]。同時，相較于普通變頻器，高壓變頻器的優勢顯著，以實現煤礦皮帶機軟啟動為前提，緩慢啟動電機促使有效釋放膠帶內部貯存能量，大大減少皮帶機停止作業或啟動作業時短暫沖擊力，避免膠帶受損，并且受變頻器特殊性的影響，即變頻器啟動時間60分鐘內可自主調整，客觀上延長皮帶機啟動時間，進一步放寬膠帶強度要求，降低整體成本投入，延長皮帶機零部件使用年限。

高壓變頻器切實解決煤礦皮帶機多電機驅動轉矩平衡問題，以變頻驅動方式為主實現“一拖一”控制，即主-從控制方式或其他控制方式滿足維持轉矩平衡的要求，并且利用變頻技術中無極調控交流傳動系統可實時改變煤礦皮帶機運輸速度，實現空載條件下額定速度內速率任意調整，優化煤礦皮帶機檢修工作流程，促使煤礦皮帶機具備低速驗帶功能[3]。此外，受變頻技術復雜性的影響，于低頻運轉條件下可輸出超過2倍額定力矩，能保證煤礦皮帶機重載啟動的穩定性，并且利用煤流傳感器可自行調節膠帶運轉速度，避免膠帶磨損，節約電能消耗。

總而言之，我國煤礦生產應用集散控制技術的時間較早，現已形成較為完善的集散控制技術應用體系，但是發展空間有限，無法滿足日益增長的煤炭使用需求。煤礦皮帶機應用變頻技術不僅能激發傳統集散控制技術的活力，還能互相影響互相作用，彌補現有設備的不足，促使生產體系向集成化轉變。

二、煤礦皮帶機應用變頻器變頻技術的要點

為了提高煤礦企業生產效率及質量，從而保證煤礦企業生產工作處于順利開展狀態，進而為煤礦企業積累更多工作經驗，便有必要在綜述變頻概念的基礎上，分析煤礦皮帶機應用變頻器變頻技術的要點，以創新意識為切入點，就提出相應的發展趨勢進行深入探究。然而，從現階段我國煤礦皮帶機變頻技術應用水平來看，仍停留于粗放型階段，尚存在較多問題亟待解決。近年來，煤礦企業生產水平已取得一定進步與發展。為了順應時代發展潮流，滿足日益增長的煤炭生產需求，煤礦企業的工作重心逐步向皮帶機應用變頻器變頻技術轉變。變頻技術的核心為變頻器，主要利用轉換設備供電頻率實現自主調節電動機運轉速度率，將50赫茲固定電網頻改為30至130赫茲變化頻率，擴大電源電壓適應范圍達到140至270伏特，切實解決電網電壓不穩定影響設備正常運轉的問題。鑒于此，煤礦皮帶機應用變頻器變頻技術研究具有重要意義。

（一）分析不足

受工頻啟動特殊性的影響，啟動時產生大量電流瞬間沖擊皮帶機，促使皮帶機機械應力加大導致皮帶機內部機件嚴重受損[4]。由此可見，煤礦皮帶機使用液壓耦合器必須提前進行空載啟動，不僅能有效預防工頻啟動問題，還能延長煤礦皮帶機使用年限，具備顯著價值作用。同時，工頻啟動嚴重影響電網運轉極易引發電壓下降問題促使其他機電設備無法正常作業，間接影響煤礦企業經濟效益。因此在實際實際應用的過程中，技術人員增加軟啟動設置于皮帶機上，避免工頻啟動影響皮帶機使用年限。

同時，常用軟啟動設置為水電阻，但是一旦液壓耦合器作業時間過長液體溫度過高超過“臨近值”造成合金塞溶化導致漏液問題，不僅引發環境污染，還客觀上增加維護工作量，并且使用液壓耦合器皮帶機短時間內無法完成加載工作，促使皮帶機承受更大張力，影響皮帶機使用年限。一般說來，煤礦井下作業皮帶機較長，便于承擔大運輸量工作，普遍采用多電機驅動方式。如何解決多個電機驅動功率不平衡問題，是技術人員在實際工作過程中所面臨的主要問題。因此在實際應用的過程中，技術人員斷增加皮帶強度預防皮帶受損問題，切實解決多個電機功率不平衡問題。

（二）制定方案

受電機輸出特殊性的影響，基本由皮帶耦合完成輸出，一旦電機存在滑差造成變頻器輸出頻率出現偏差導致輸出轉矩失衡引發皮帶機故障。因此在實際應用的過程中，技術人員主動轉變傳統工作理念，堅持實事求是的工作原則，對于使用多臺電機完成拖動的皮帶機重視電機間協調控制，以平衡各電機間輸出轉矩，設計不同的驅動方案滿足不同改造需求，例如：“一拖多并聯運”方案適用于單機電機，功率小且數量不得超過3臺，成本投入低；“主-從控制”方案適用于多個電機，電機間距小且數量不得超過3臺，系統簡單以滿足各電機間平衡出力為前提；“統一協調控制”方案適用于多個電機，電機間距大且數量必須超過3臺，系統復雜。

此外，受煤礦生產特殊性的影響，煤礦井下作業條件艱苦，電磁干擾嚴重，要求所有生產設備具備一定抗電磁干擾性，特別是地質條件越復雜，對于生產設備的抗電磁干擾性越嚴格。然而，從現階段我國煤礦皮帶機變頻技術應用水平來看，仍停留于粗放型階段，尚存在較多問題亟待解決，存在埋下安全隱患的可能性。由此可見，增強煤礦皮帶機抗電磁干擾性是不可逆轉的發展趨勢。

三、結語

通過本文探究，認識到在社會經濟穩健發展的大背景下，我國城市規模不斷擴大，煤礦企業數量不斷增多，煤礦皮帶機應用變頻技術水平逐步成熟，社會對于煤礦皮帶機應用變頻技術提出全新的要求及標準。如何應用變頻技術做好煤礦皮帶機改造工作，是煤礦企業在發展進程中所面臨的主要問題。因此，綜述變頻的概念，分析煤礦皮帶機應用變頻器變頻技術的要點，以創新意識為切入點，提出相應的發展趨勢具備顯著價值作用。

參考文獻：

[1]姜繼壽.變頻器變頻技術在煤礦皮帶機應用分析[J].山東煤炭科技，2016，01：105-107.

[2]郭金星，田利瑞，胡令芝.高壓變頻器在煤礦皮帶輸送系統中的應用[J].變頻器世界，2016，08：75-79.

[3]陳廷理.變頻技術在煤礦皮帶機改造中的應用[J].機械管理開發，2016，12：62-63.endprint