探析刮板输送机变频驱动技术和传统软启动方式的应用对比

（陕煤化神南红柳林矿业有限公司，陕西 榆林 710069）

探析刮板输送机变频驱动技术和传统软启动方式的应用对比

杨春平

（陕煤化神南红柳林矿业有限公司，陕西 榆林 710069）

文章分析了刮板输送传统软启动方式的现状，对刮板输送机变频驱动技术对比传统软启动方式的优势进行分析，以供参考。

刮板输送机变频驱动技术；传统软启动方式；对比

随着我国煤矿产业的快速发展，对刮板输送机系统的要求也越来越高，传统的软启动方式在应用的过程中出现了刮板输送机启动难、负载不均等问题，严重的影响了刮板输送机的正常运行。变频驱动技术具有效率高、可靠性高、维护工作量小、使适用范围广等方面的优点，与其他传统软启动技术相比，具有明显的优势。

一、刮板输送机传统软启动方式的现状分析

目前，我国煤矿企业刮板输送机常用的传统软启动方式包括晶闸管调压软启动方式、液体粘性传统软启动方式、恒充式限距液力耦合软启动方式、阀控冲液式液力耦合器软启动方式等，但是随着刮板输送机驱动电机功率的增大，传统软启动方式在实际的应用过程中表现出了以下问题：

（1）启动难。由于刮板输送机停机的随机性、负载的巨大波动性以及其他因素的影响，导致刮板输送机经常停机，采用传统的软启动方式很难重启。

（2）巨大的机械冲击作用。刮板输送机采用传统软启动的瞬间，会对整个系统产生巨大的机械冲击作用，很容易造成驱动系统的损坏，影响整个系统的使用寿命。

（3）对电网的巨大冲击。传统的软启动方式会产生巨大的电流，对电网造成巨大的冲击，导致电网电压的降低，不仅影响刮板输送机的正常运行，对电网上其他设备的运行也会造成不同程度的影响，加速绝缘老化，缩短电动机的寿命。

（4）巨大的过载冲击。刮板输送机在运行的过程中经常出现冲击、刮卡等现象，采用传统的软启动方式，将会对刮板输送机造成严重的过载冲击，导致齿轮、链条等元件断裂，甚至烧毁电动机。

二、刮板输送机变频驱动技术对比传统软启动方式的优势分析

变频驱动技术的工作原理表现为：以变频器为基础，实现对刮板输送机电压以及频率的控制，保证电源频率能够平滑的改变，将机械和电应力降到最低，保证刮板输送机能够平稳的启动，同时根据应用的具体状况调节频率，实现对刮板输送机速度的调节与控制。刮板输送机变频驱动技术对比传统软启动方式的优势主要表现在以下几个方面：

（1）能够实现矿井工作面数据上传功能，有助于实现煤矿设备自动化、数字化升级，提升矿井安全生产系数。

（2）多方面节约能源：采用变频器后功率因数可达0.95以上，降低无功功耗；电机与减速器之间采用直接联接，传递效率可提高5%-10%。

（3）减少故障时间、降低设备的维护量：变频器功能完善，具有完备的保护功能和故障诊断能力，大大减少了电机及刮板运输机设备的故障和维护量，从而减少了运营成本；变频器无机械及液压油磨损，故障率大幅降低；天信变频器采用模块化结构设计，故障的恢复时间较短，维修简便。

（4）具有过载、短路、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电等保护功能。

（5）带有10.4吋液晶显示屏，工作状态显示直观。

（6）能够实现软启动、软停车，延长设备使用寿命，避免对电网冲击。利用变频器的软启动功能实现刮板输送机的平滑启动，启动过程中对机械冲击更小，可减少设备故障的发生。同时起动电流大大减少，电机所承受的电流冲击大大降低，电机寿命延长，也避免了对电网的电流冲击。

（7）具有低速检修模式：当发生断链或其它设备故障，需要低速运行刮板输送机时，变频器提供了低速检修模式，便于进行低速检查。

（8）重载启动功能，变频器采用DTC控制方式，低频运转最大可输出2.2倍额定转矩。

（9）可实现多电机功率平衡，变频器采用先进的DTC控制，不仅可以读取任一时刻的电机输出转矩，还可以精确的对输出的转矩进行控制。主变频器和从变频器间传递转矩信号形成主从速度、转矩闭环控制，达到精确的速度控制和优良的负载平衡效果（不平衡度小于2%）。

（10）运行控制精度高、动态响应速度快。变频器采用ABB直接转矩控制，可精确控制力矩，且速度是由输出频率限定，当负荷出现波动时，转速不变。

（11）变频器驱动技术模块化结构设计，故障的恢复时间较短，维修简便。

（12）减少了矿用动力电缆的使用数量，降低设备维护，减少了设备的检修成本。

（13）变频驱动技术减少了对电网及电机的影响，变频器采用12脉冲整流，消除了谐波对电网的干扰，同时变频器电容容量较大，能够有效减少母线纹波电流含量，进一步降低了整流侧谐波的含量。

（14）降低对电机的影响，变频器在输出侧增加正弦波滤波器，利用LC滤波原理将高频不等占空比的电压波形，通过面积等效特性将输出电压转换为正弦波输出，有效降低了电机绕组侧高压谐波的含量，减少了电磁干扰，提高了电机的使用寿命。

（15）解决设备的供电距离问题，变频器对设备启动时不产生大的启动电流和启动压降，所以在供电距离上可以忽略设备启动压降对供电距离的影响。

（16）变频驱动技术的应用提高了煤矿生产安全系数，主要包括以下几个方面：缓慢起动对人身安全的保护变频启动的加速时间；降低了刮板输送机的机械冲击，解决刮板输送机的重载频繁启动问题；减少了一线工人的劳动强度，提高了安全生产系数。

结语

综上所述，由于传统软启动方式在刮板输送机应用的过程中存在许多问题，严重的影响刮板输送机的运行质量，同时还缩短了刮板输送机的使用寿命。通过对变频驱动技术和传统软驱动方式进行比较，变频驱动技术具备了多种优势，因此，在未来的发展中，刮板输送机的变频驱动方式势必会代替其他传统的软启动方式，占据大部分的市场应用占有率。

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