矿井皮带运输系统变频技术论文

1变频技术在矿井皮带运输的应用的优势

在煤矿企业中，无论哪些工序都要由皮带运输系统完成运输工作。为确保皮带运输系统安全稳定的进行工作，要把交流绕线式电机转子和电阻调速系统串联到一起。虽然，系统能对操作进行有效控制，却不能对系统维持恒减速运行，这种状况很有可能烧坏某些零件，使设备出现故障。加入变频技术以后，变频调速可以保证对皮带运输系统进行恒加速或恒减速运行的控制，延长设备的使用寿命，使煤矿工作有效进行。在应用变频器之后，对皮带运输系统的电机输入电源频率进行合理改善，进而实现调节皮带电机转速的目的，更好地满足矿井皮带运输系统的运行要求［2］。

2皮带运输系统的电机启动及调速方法

在矿井工作运行中，皮带运输系统的电机启动方式有四种。1)直接启动。直接启动的启动方式转矩大，但由于传导受力不均使皮带尾部反应较慢，出现底部堆积现象。启动的电流过大，会严重损害到电机。2)耦合器启动。让皮带运输系统慢慢地启动，当达到一定转矩时皮带开始运作，而这样的启动方式在皮带启动过程中容易出现打滑现象，引发安全隐患。3)防爆软启动。在皮带进行轻载或空载时启动平稳，转矩降低，减少冲击，延长电机的使用寿命。但突来的重载会导致胶带机冲击较大，对启动机造成严重的损害。4)变频器启动。在可调节范围自行进行调速，启动转矩不变，不管是轻载还是重载都可以对启动进行安全有效控制［3］。在重载时皮带运输系统缓慢启动且安全可靠，而且变频器启动对于双电机拖动同步性能好。在皮带运输系统中配置煤流传感器，可依据煤流大小自动进行调速，使皮带运输的电机功率因数有明显提高。一般皮带运输的电动机进行带载启动时，会产生很大的机械冲击，使胶带拉断，这将会造成严重的后果。软启动就是实现带载的启动。在启动过程中加入液压制动，液压制动器是作为下运胶带输送机唯一的应急安全保障设施，启动时最好不要经常使用［4］。

3对常见防爆变频器的分析

防爆变频器是在防爆壳内放入通用的变频器，但是这样的安装方式使变频器很难进行散热，在通用变频器的内部发热最多的器件就是逆变模块。据调查，逆变模块的散热量占整个变频器的50%;其次是整流模块;剩下的就是由充电电阻、电解电容、电压电阻以及一些发热元件所产生的热量。这样一来，防爆变频器就很容易受到损坏。而热管散热器可以解决防爆变频器的这一问题。热管散热器就是利用热管技术改进，散热器采用的是自冷方式。这种装置没有噪声、安全可靠、无需维修、无需风扇。其热管是利用“相变”传热的原理，导热性是传统材料的成百上千倍。新型防爆变频器的散热就采用了热管散热器，把功率器件安装在散热器的蒸发部分，在防爆壳内部进行密封，散发热量通过蒸发部分传到冷凝器而释放出去。在矿井皮带运输系统维护中，由于直流电机及绕线电机比较复杂，矿井工作人员一直在寻找可以符合传动要求的电机大功率驱动系统。而在出现磁通矢量控制的隔爆变频器以后，解决了煤矿皮带运输机的拖动要求，可以变频调速设备。

4变频器在皮带机运行状态中的探究

4.1变频技术使皮带运行既安全又有效

防爆变频器具有较好的软启动、软停止功能，使皮带启动机启动、停止时间在0～10s间自由地调换，就是在皮带启动机启动时的加速度及停止工作前的减速度可任意进行调节，使皮带启动机在启动或是暂停时产生的冲击力变小，降低皮带运输设备的损坏，延长其使用寿命，这是其他驱动设备无法进行超越的。在矿井运输工作中，皮带运输系统的维护检修工作是很重要的。皮带机主要检修维护的是皮带机的低速验带功能。变频调整系统为无极调速的交流传动系统，在无载物验带状态下，变频器可将电机工作调节在5%～100%的范围内。因为变频系统采用的是无速度传感器控制方式，所以变频系统适用于“重载启动”，它的低频运转最大可以输出1．5倍的定额转矩。变频技术的功率平衡能力，通过调整两变频器的速度进而对两电机之间的速度差进行调节，可随意将两驱动电机的电流差值增大或减小，也可对各电机进行单独控制，通过调整电机的速度使电机电流处于平衡［5］。

4.2变频技术的节能优势

皮带电机转速的改变是由于变频技术改变其频率，进而使皮带的电压及电流随之发生变化，而变频器的输出频率只要低于50Hz就说明达到了节能省电的效果。因在矿井运输工作中所采的煤产量不均匀，皮带运输系统在进行运煤时也是不匀称的。如果在轻载或是无负载运行时采用普通控制方式，会使皮带运输系统在高速运行下加大皮带传动系统的磨损毁坏并消耗大量的电能。变频系统可控制皮带电机运行的电压和电流，从而达到节能省电的效果。而且，变频控制系统可以对前级运输系统和本机运输系统分别进行测量，依据电机的载荷进行加速或减速控制。

作者：陈学军 单位：山西焦煤西山煤电集团公司