煤矿主皮带运输系统中变频调速的应用

王新胜

摘 要：变频调速技术，具体来说便是优化交流电电动机，使得调速的目标得以实现。变频调速有一定的环保性，不会消耗大量的能源资源，且调速较为简单，故障发生率低。所以，该项的技术的应用，在煤矿主皮带运输系统中有着广泛的应用。煤矿企业针对不同的生产环节，都会使用相应功率的电动机，其类型包括提升机、各类型运输机、掘进设备和采煤设备等。其中，提升机对于变频调速的应用十分关键，是保障运输过程的关键原件。现在，因为科技力量的进步，变频调速技术更加成熟，所以起到的价值作用更加突出。

关键词：煤矿主皮带;运输系统;变频调速;应用

1 变频调节技术原理和优势

当变频调速的数据变化并不大时，电动机的转速就会和电源功率成正比，如果在这过程中均匀的改变电动机电源频率，就能够实现电动机稳定运行，变频调速主要就是通过相应的零件来让固定的电流频率转化为可以调节的电流装置。我国大多数煤矿运输系统所采用的都是电气传动系统， 这种系统主要是通过切换电机转子新式来达到调速的目的，而且调速的方法相比来说更加简单，但是却无法有效达到理想的调速性能，还会在一定程度上消耗电能，在电机转子电阻上无法充分的发挥能源的价值[1]。变频调速本身属于无极调速，并不需要过多的复杂操作，而且能够使得运输系统更加稳定，保证系统的安全，不需要消耗过多的电能，节省能源的使用，有利于煤矿企业的环保发展。在启动过程中所产生的电流较小，不会对电动机产生影响，能够很好的保护电机设备。所以，变频调速逐渐成为当前煤矿主皮带运输系统未来发展趋势[1]。

2 变频调速与液力耦合器对比分析

皮带运输机不同于其他形式的运输设备，皮带具有一定的弹性，在静止、运行过程中均蕴含有一定的能量。在皮带运输机启动过程中，硬启动会造成皮带瞬间拉伸，形成的瞬间张力波沿皮带传输，容易造成机电设备损坏和皮带机架倾倒变形等，因此《煤矿安全规程》规定皮带运输机必须设置软启动。资料显示，国内大多数煤矿企业皮带运输机软起装置选用的是液力耦合器，液力耦合器尽管能够实现皮带的平稳启动，但其和变频调速相比具有明显的劣势。

2.1 启动性能分析

皮带运输机启动时带有一定的负荷，在启动过程中会产生电流冲击， 对皮带运输机和供电系统产生不利影响，时间久了还会造成电动机损耗、绝缘老化等问题。采用液力耦合器虽然能够降低皮带启动速度，但是并不能改善启动电流，启动电流是额定电流的4～8倍，启动瞬间会造成电动机内部热应力急剧改变，造成电动机内部机械磨损。另外，启动电流的增大会一定程度的降低供电电压，影响其他设备正常运转。采用变频调速则可有效避免这些问题，实现电动机平稳软启动，且启动过程可控，对电动机无机械冲击作用，同时还能一定程度的降低用电配备容量[2]。

2.2 调节控制和运行状态

液力耦合器对于指令的响应时间较长，而且调速精度并不高，无法有效的达到动态调节，变频调速就能够更加准确的进行动态调节，能够根据相关的需求调节时间，更好的实现可控调节速度。液力耦合器本身的结构虽然简单，但是无法保证管理效果，在长时间运行后，常会出现温度过高现象，对于后期维修来说影响较大，如果在运行过程中出现问题，就必须要立刻停止运行，这样就会在一定程度上影响生产效率。变频调节自身的运行较为稳定，并不需要过多的维修量，而且对于生产环境也没有过多的要求。

2.3 节能效果比较

变频调节有着理想的节能性，这是因为在使用设备时，输出功率并不会对其产生影响，即使在较低的输出功率环境下，也可以有非常高的工作效率。但是液力耦合器在工作时会依照电动机转速开展工作内容，如果降低转动机转速，便会减少工作效率。所以经过对比分析发现，变频调速可以对大量的能源资源进行节约，帮助企业提升经济收益。

3 变频调速在煤矿主皮带运输系统中中的应用

根据某矿场使用的变频调速系统来看，所配备的是输出电压为6.6KV 的变频器，这种变频器与电动机之间的距离在700m左右，自身的额定电压在6KV。在煤矿主皮带运输系统上安装功率为1600KW电动机，数量为3台，在这其中有两台为同轴联结，还有一台就近安装，还配备一套合适的PLC控制系统，采用一拖一方的方式进行运行，为了能够保证变频器运行的稳定，需要让电动机速度保持一致，确保皮带能够稳定启动，在应用变频调速后，能够了解到有几个优点。首先，就是能够节省能源，每一年能够节省下来的电费金额都很大。其次，变频调节设备性能非常稳定，输出、输入功率较为稳定，属于高精度驱动。自身设备体积较小，安装更加方便，配置简单，能够保证管理效率。最后，对于电网的波动适应性较强，即使在运行过程中，电压有所降低，变频设备也能够正常工作。

4 变频调速应用在煤矿主皮带运输系统中的措施分析

煤矿应用变频调速系统，对6.6kV的变频器输出电压进行配置，该变频器与电动机有着700m左右的距離，本身额定电压为6kV。此外，在主皮带运输系统当中，会对1600kW功率的电动机进行安装，数量为三台，有两台属于同轴联结，另一台需要就近安装。同时，还会对相符合的PLC控制系统进行配置，应用“一拖一方”的形式开展运行工作。为了对变频器运行的稳定性给予保障，将其一致于电动机的速度，可使皮带的启动更加平稳。

在对变频调速应用之后发现该系技术的优势包括：其一，可以帮助企业对大量的资源能源进行节约，每一年都会节省大量的资金额度;其二， 变频调节技术的运行稳定性非常强，无论是输出功率还是输入功率都十分稳定，为高精度驱动，且设备没有较大的体积，安装时也不复杂，配置较为简单，可对管理效率充分的保障;其三，针对电网波动有极强的适应性，即便在运行时降低电压，也能保证正常的工作运行[3]。

5 变频调速技术未来发展

根据我国相关规定可以看出，我国发电量有60%以上都浪费在电动机上，也就是电动机在运行过程中浪费的资源非常大，不仅无法保证资源的有效使用，还会影响我国煤炭行业的发展，使用变频调节设备就能够很好的节省电能的使用，减少电量的浪费，不管是新建项目还是改造项目来说，变频调节设备的使用都具有非常重要的意义[4]。

在使用电动机过程中，因为会考虑到电量、电机型号负荷能力等等多个方面，所设计的电动机常常处于低效运行状态，在低效运行状态下的电动机会影响拖动系统的工作效率。在电动机中可以应用变频调节设备，在这过程中可以分为节能、工艺、牵引等类型，不管是哪一种类型，都能够提高节能效率。

结束语

综上所述，煤矿企业在每个生产环节中都会运用到不同功率的电动机，电动机的类型有提升机，不同类型的运输机、采煤机、掘进机等等。在这过程中提升机中使用变频调速最为重要，提升机是煤矿运输过程中非常重要的原件。随着科学技术的不断发展，变频调速越来越稳定、技术越来越成熟，在煤矿企业中得到广泛认可。

参考文献：

[1] 郭忠彬.煤矿主皮带运输系统中变频调速的应用[J].石化技术，2019，v.26 （11）：395+397.

[2] 何平.变频调速在煤矿主皮带运输系统中的应用[J].河北化工，2017，040（007）： 135-136，139.

[3] 杨德智.浅析高压交流变频调速技术在煤矿主运输皮带系统的应用[J].中小企业管理与科技，2010.

[4] 韩小公.高压变频器在煤矿皮带输送系统中的应用分析[J].当代化工研究，2019，000（005）：89-90.