变频启动技术在煤矿运输与通风设备上的应用

摘要：随着科技的发展，变频技术得到推广性使用。本文通过在煤矿运输与通风设备中运用变频技术，进而延长了设备的使用寿命，降低了设备的维修费用，进而在一定程度上节省了成本，提高了经济效益。

关键词：变频技术 通风设备 运输

1 项目概述

1.1 实施单位

灵新煤矿。

1.2 实施时间

2008年10月（五采区地面通风机变频技术的应用）。

2010年6月（六采区井下运输系统变频技术的应

用）。

1.3 项目实施的背景

随着技术的不断提高，变频控制技术在集团得到了广泛的推广应用，在采煤机、带式输送机、主扇风机、架空乘人器、给排水泵等系统应用效果良好，已经成为集团大型设备的主要控制方式。

1.4 运用的技术

变频调速

1.5 变频技术在运输设备上应用实现的效果

①启动电流小，通过在运输设备上使用变频技术，大功率电机启动时对电网造成的冲击在一定程度上可以大大地减轻，同时在一定程度上可以降低同一电网中对其他设备的影响和制约。②对起动、停止的时间进行调节，通常情况下，借助变频技术在一定程度上可以对启动或停车时的加速度进行调节，确保了启动和停车的平稳性，对机械传动装置造成的冲击大大减少。③运输设备具备更加优越的重载启动性能，无速度传感器矢量控制方式在变频器中得到使用，在这种情况下，低频运转可输出往往可以达到额定转矩的1.5倍，胶带机重载启动性能在一定程度上变得更加平稳。④能耗普遍降低。主要表现为：a调节胶带机的速度通常情况下要依据胶带机的负荷来进行，进而在一定程度上大大提升有功功率；b系统传动效率在一定程

度上得以提升，主要表现为，系统总的传动效率与液力耦合器驱动效率相比较，通常情况下要高出5%～10%。⑤使得启动、停止更加平稳，通常情况下，胶带张力降低30%。

1.6 变频技术在通风设备上应用实现的效果

①可简化电气系统，降低了设备故障率和电能损耗。②具有电机软启动功能。电动机启动时，在一定程度上可以从零开始启动电流和频率，使其缓慢增加，一直增加到实际所需的负荷电流。因此，提高了电流的安全性，并能彻底消除电动机的启动损耗。③提高了功率因数。变频器的理论功率因数是1，考虑到杂散损耗，保守的估计可将功率因数提高到0.95以上。④降低了噪音。电机在转速小于额定转速下运行，进而在一定程度上大大降低了风机的噪音，工作环境得以改善，同时机械磨损也明显地降低。⑤操作简单。通风量可通过变频节能器的控制面板进行调节，安全方便。⑥保护动能齐全，并具有故障记忆判断功能。提高了设备的可靠性，降低了设备的检修、维护等费用。

2 技术内容

2.1 变频技术在运输设备上应用的实施方案

①在变频驱动器的作用下，可以将1140V工频电源转为供200kW胶带驱动电机用可调变频电源。②对于变频驱动器启停和调速的开关量控制信号，通过将其进行输出，进而在一定程度上对变频驱动器的启动和加减速进行相应的控制。③变频器内置控制器，对胶带张力、皮带机保护器故障信号等信息进行采集，对胶带运行根据设定参数进行实时保护。④在机尾设置机尾加减速按钮，根据实际情况，操作人员在机尾处对胶带运行速度进行调整。⑤变频器散热板通过自带水泵抽取冷却水进行循环冷却。

2.2 变频技术在通风设备上应用的技术参数

灵新矿使用的是轴流式BD-II-8-NO20式通风机，现有两台风机一用一备。每台风机有两台电动机（一级电机＼二级电机），每台电动机铭牌数据为：额定功率132kW，额定电压380V，额定电流260.8A，额定转速740r/m。运行基本情况：运行角度2.5度，通风量Q=3680m3/m，负压为45毫米水柱。生产厂家：湘潭平安电气集团公司、西北工业学院联合制造。

电动机实际输入电压为380V，输入电流为150A。使用变频器对通风机进行改造后，具有巨大的节能潜力。变频器型号：SJ300，功率：132KW，电压等级：380V，生产厂家：日本日立公司。

2.3 变频调速原理

三相异步电动机速度公式为：n=60f（1-s）/p

在上述公式中：异步电动机的转速、电网频率、电动机转差率和电动机极对数通过字母n、f、s、p分别进行表示。通过对公式进行分析可知，转速n与频率f 符合数学的正比关系，因此，只要对频率f进行改变，那么在一定程度上就可以完成对电动机转速的调整。通风机采用变频调速器从电网接受工频50HZ的交流电，经过一系列的整流和调频，进而在一定程度上实现交流电动机的变速运行。

3 项目效益

①使用变频器后，电机可软启软停，减少设备机械冲击。②变频调速技术先进、成熟，提高了设备的技术含量。③变频调速不仅能优化调速性能，还能实现节能降耗，一般能节电30%左右。

参考文献：

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[2]张敏.谈变频技术在皮带运输系统中的意义[J].价值工程，2012（11）.

[3]林森，苏峥，王晓兵，包磊.煤矿带式输送机软启动装置比较分析[J].煤炭科学技术，2013（S2）.