高壓變頻器在煤化工企業刮板輸送機中的應用研究

張濤

摘 要：刮板輸送機大多采用雙速電機驅動的方式。其中包括原始的通過開關以實現供電與否的方法。在刮板輸送機運行的初始階段，通過低功率的電機使其低速轉動，在轉動一段時間后再使其高速運行。而在運行的過程中，輸送機的輸送速率不能夠改變。所以在其初始運行階段，即使運行功率較低，但產生的功率突變往往會對刮板輸送機產生不可逆的電網沖擊以及機械沖擊。而較高的功率對于刮板輸送機而言，亦會產生不必要的功率損耗和浪費。所以此類刮板輸送機存在著較為嚴重的功率不平衡問題。本文基于刮板輸送機的高壓變頻器選型及應用探究展開論述，希望能為智能化工的發展有所幫助。

關鍵詞：高壓變頻器;煤化工企業;刮板輸送機;選型;應用

在信息技術、自動化技術、網絡技術的快速發展中，企業不斷的在進行技術創新，生產過程控制更加智能化。在智能化工發展下，煤化工企業生產運輸系統主要由刮板運輸機、轉載機、膠帶運輸機等組成，刮板運輸機為運輸系統中重要的一環，直接關系到產品生產效率。

1 高壓變頻器應用

隨著科學技術的不斷進步，裝備制造水平的不斷提升，變頻器+電動機+減速器、變頻電動機+減速器、變頻器+永磁電動機等多種以高壓變頻調速技術為主的新型驅動方式越來越多的出現在煤礦井下，高壓變頻調速技術采用單元串聯多電平技術或者IGBT元件直接串聯高壓變頻器等技術，實現變頻調速系統的高輸出功率（功率因數>0.9），同時消除對電網諧波的污染。對井下運輸機的節電降耗作用明顯，平均節電率在30%以上。同時采用智能控制，順煤流或設定逆煤流集中或自動啟停，大大降低電能消耗。

2 啟動運行方式

①變頻器啟動控制：變頻器上電后自動充電，充電完成后，變頻器檢測到啟動信號，變頻器從0Hz逐漸加速，加速時間0～1800s可調;②停止和急停控制：正常停止過程為變頻器收到停止信號后變頻器停止輸出。緊急狀況下按下變頻器上的急停按鈕或（或變頻器自身檢測到的短路、超頻、失速等故障信息），變頻器立即停止輸出，并在顯示屏上顯示故障信息;③低速檢修模式：變頻器具有低速檢修模式，低速檢修模式可以根據設置的任意速度來運行，在0～50Hz內自由設定變頻器輸出速度，利于平時檢修刮板機和節能;④正反轉控制：變頻器擁有正、反轉控制轉換開關及遠程接口，可方便、快捷的切換刮板輸送機的轉向。當刮板輸送機出現卡鏈等故障時，需要倒鏈，操作人員不需要停前級隔離開關，只需通過控制臺向變頻器發送正、反轉切換命令，即可實現刮板輸送正反轉運行。

3 常見故障及排查辦法

①溫度故障：許多電源組件依靠適當的冷卻來正常工作，因此，如果不符合所需的溫度規范，變頻器可能會過早出現故障，環境溫度過高，從而應對盤柜冷卻，或者將變頻器重新定位到環境溫度在規范范范圍內的區域。環境溫度太低，可能會發生結晶，從而導致組件或逆變器故障;②高公交車故障：交流電線路的瞬時電壓峰值或機器慣性導致的“維護負載”可能會導致高總線故障。因此，通過調整減速時間匹配載荷能力來修正;③啟動失敗：如果無法正常啟動，則必須確認相應的電源已連接。如果開機失敗，請觀察顯示器上是否有標記，并調查是否是外部原因（包括按鈕、二極管等部件）造成的;④鍵盤故障：如果再次延長密鑰時間并且沒有反應，請確保鍵盤接口線已連接，或者如果鍵盤密鑰損壞，則需要再次更換;⑤執行失敗：變頻器無法正常工作，沒有顯示錯誤，可能是外部元素，也可能是驅動器本身出現了故障。駕駛時忽視了不穩定性，使變頻器在惡劣的條件下工作。檢查是否有視頻或過熱部件，并更換故障組件;⑥過電流故障：首先檢查所有電源連接以確保連接正確。常見的根本原因是連接松動或導線斷開。第二種是檢查磨損或損壞的部件的機械載荷或過大摩擦，并根據需要修復或更換部件。最后檢查輸入電壓和加速度。如果輸入電壓太低或加速度設置得太快，則可能會出現過電流錯誤。通過降低加速度或穩定輸入電壓來糾正此故障。

4 變頻器的應用效果

①智能調速功能在實際刮板運輸機運輸煤礦的期間，其能夠真正實現對于鏈條的速度控制。譬如鏈條轉速長時間保持高速時，變頻器通過速度的判斷將其定義為處于空轉狀態，進而降低刮板輸送機的運行功率。而一旦發現刮板輸送機處于負載狀態的同時，變頻器能夠較為快速地響應出刮板機所處的工作狀態并將功率適當提升;②多機功率平衡功能在實時監測變頻驅動的應用效果時，操作人員測量了兩個電機的負載狀態，以探測是否在刮板輸送機上安裝雙變頻器的同時能夠實現功率的平衡效果。通過計算負載均衡度發現，機頭和機尾的負載均衡度在2.4%以內，小于負載均衡度的臨界值。而這種頭尾高度一致的刮板輸送機，能夠最大程度保證鏈條不受損傷。

6 結束語

刮板輸送機安裝功率及承載力不斷提高。尤其是在刮板輸送機上應用交流感應電動機變頻調速技術，實現刮板輸送機的過載軟啟動，具有啟動電流低、啟動停止平滑、啟動扭矩和吞吐量大的優點，因此現有液壓耦合器系統的啟動電流高、啟動停止不均勻、功率低，尤其是在過載開始時，可以輕松燃燒電動機，從而導致煤礦供電系統中出現跳閘現象。因此高壓變頻器對傳統刮板輸送機的技術改造至關重要，可有效提高礦山運輸效率。

參考文獻：

[1]胡潘.淺談礦用隔爆兼本質安全型高壓變頻器在常村煤礦的應用[J].煤，2016，25（06）：55-56.