变频调速技术在煤矿带式输送机上的应用

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1、变频调速技术在煤矿带式输送机上的应用　　：在煤炭行业，带式输送机已经成为主要的生产运输设备。为了满足企业的生产需要和扩大规模等问题，带式输送机在驱动电机的选择上都会留有较大的冗余度。由于煤矿开采的不均衡性，输送机的运量不能保持稳定，导致带式输送机运量不足，经常处于大马拉小车的状态。　　关键词：带式输送机；变频调速；节能　　前言　　众所周知，煤炭企业是耗电大户，其电耗成本占其生产成本相当大的比例。在煤矿企业中，由于生产设备一般满足服务年限长的特点，选型较大造成大马拉小车的现象，电能浪费严重，设备运行效率往往都比较低。　　对于煤矿生产企业来说，电耗所占比例相当大，根据调查，风机

2、、水泵、压缩机、提升绞车、瓦斯抽放设备的用电量占整个煤矿生产用电量的40%以上。但是有很大一部分电能是白白浪费掉的。如果采用挡板、阀门来进行调节往往造成比较大的浪费，而采用电动机变频调速来调节流量，这样可以节省20%～50%左右，自然可能产生巨大的社会和经济效应。对于大负荷电机来说，往往启动时间长、电流大，设备绝缘强度受到严重影响，容易烧毁大功率电动机。并且启动时对机械部分设备冲击较大，往往造成较为严重的机械损伤。　　所以说，这样不仅仅增加了设备维修成本，而且对于电X安全造成很大冲击。控制工艺单一，同时实时性较差，自动化程度低。　　1.变频调速技术的原理　　交流变频调速技术

3、是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用，是强弱电混合、机电一体的综合性技术。其实质是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变为直流电压，再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源，使电动机获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。变频调速技术之所以在能源危机中应运而生，就是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速，从而大幅度提高工作效率。　　2.变频调速技术在煤矿生产中的具体应用　　2.1.带式输送机在煤矿生产中的节能问题　　带式输送机作为

4、煤矿运输的主要设备被大量采用，随着煤矿高产高效工作面的发展，长距离、大运量、高速带式输送机越来越多的被设计、制造并投入运行。这些大型机种的使用，使输送机存在的冲击载荷大、驱动电机出力不均而导致电机过载等问题更加尖锐地暴露出来。皮带机的启动和运行方式为绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行，经液力耦合器切换至皮带机。皮带机的工作原理是皮带机通过驱动轮毂，靠摩擦力牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。　　因此对带式输送机的起动和运行提出下列要求：如果电机直接重载起动时，要求电源提供比正常运行时大6-7倍的电流，这样电机就会因电流过大和起动时间过长而过热烧

5、毁；电X会因大电流使电压过分降低而影响其它设备运转；所以要求新型驱动系统能够降低电机起动时的电流。目前大型带式输送机都要求驱动系统能提供可调、平滑的、无冲击的起动力矩，以减小冲击，从而改善对整机的受力状况，延长整机的寿命，提高设备的可靠性，即希望实现软起动。长距离带式输送机，如果起动过快，拉紧装置就来不及拉紧，使得传动滚筒打滑，导致发热着火。　　综上所述，要求驱动系统能够自适应起动、运行、停车工况的要求，使带式输送机起停平稳、运行高效、驱动平衡、工作安全可靠。然而，目前国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，在启动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载启动。　

6、　2.2.变频调速技术在带式输送机中的应用　　带式输送机中的变频调速自动控制系统由可编程序控制器PLC、变频器、电流互感器、电流变送器、核子皮带秤、带速传感器和电机转速传感器等组成，具体可归纳为检测单元、控制单元和执行单元三部分。　　检测单元：电流互感器及变送器取得电机电流信号。带速传感器采集的带速信号，经过转换为电压信号。　　控制单元：当PLC接收到检测信号，经过判断决策，完成带式输送机的起动、功率平衡、节能调速功能。同时主控单元还具有断带、堆煤、撕带、烟雾、打滑、温度等故障保护功能。　　执行单元：变频器接收到PLC的频率控制信号，按给定信号输出相应频率的电压加至电动机，

7、实现电机的调速，完成带式输送机的各种功能。　　系统的功率因数在整个过程中达0.9以上，大大节省了无功功率。采用变频器驱动后，使系统总的传递效率要比液力偶合器驱动的效率高5%～10%系统效率。改造后系统可以根据负载变化情况自动调整输出频率和输出力矩，改变了以前电机工频恒速运行的模式，在很大程度上节约了电力能源消耗。　　经实际运行发现，使用高压变频器的皮带机有以下优点：　　2.2.1.高压变频器具有高可靠性、稳定性、防护性；　　2.2.2.高压变频器能够对2台电机的同轴同步软启动，软停止功能。起动、停止能按所设定的皮带