变频调速技术在矿用带式输送机中的应用研究

魏 巍

（潞安新疆一矿机运中心,新疆 哈密 839003）

变频调速技术在矿用带式输送机中的应用研究

魏 巍

（潞安新疆一矿机运中心,新疆 哈密 839003）

以现代化矿井带式输送机为例，详细介绍变频调速技术在矿用带式输送机的工作原理，结合工作中实际情况，对变频调速技术的优点进行分析。（摘要重新拟写，参见文末例文标准）

矿井；带式输送机；变频调速；应用

0 引言

近年来，变频调速技术在我国取得了长足的发展，其控制精度更高，调速、起动和制动性能更加优良、可靠性高，也更加环保节能。带式输送机是保证煤矿、码头运输能够连续运作必不可少的设施。随着生产的需要，带式输送机的运送长度、运货重量都在逐年增大，用户对输送机的性能要求也越来越高。为了保证输送机的高效运行，减轻对机械和电网的冲击，实现经济效益和社会效益双赢的局面，煤矿企业对带式输送机进行了全面的改造升级。把变频调速技术应用于带式输送机中，既减轻了运输负担，又提高了经济效益。

1 矿用输送机的特性和输送机变频调速的特性

1.1 矿用输送机的特性

在分析煤矿输送机的基础上，明确了煤矿输送机负载输送的特性是恒速负载。在输送机处于异样低速扭矩工作的过程中，它的速度不会出现一丝的改变。根据煤矿生产时的输送，特别是输送材料，尽管负载电阻在相应的范围出现扭矩的改变，可是输送机的均匀特性难以发生变化。另外，煤矿生产输送的整个过程当中输送带的速度是相同的。

结合实际情况，输送机以负电源、接近零功率、零电源等进行，它能够实现几公里或几十公里的输送长度，且输送机具备长时间低速工作的优势，造成输送机具备十分复杂的系统。因为变频驱动系统当中的矢量控制特性是长时间低速工作与高速性，并且速度反馈可以事先把要求的速度当作目标，自动地控制与监控扭矩。并且根据煤矿输送的实际要求引入张力控制与测量的过程，以保障整个煤矿输送的可靠性与稳定性。

1.2 输送机变频调速的特性

变频调速技术可以实现多电机驱动功率的平衡与软启动。通过变频器具备的软启动优势，统一输送机与电机当中的软启动，并且在驱动的过程中，借助功率平衡调节软件，输送机多台变频器的输出功率会非常稳定。如此的输送在进行启动的时候不但张力小，而且有着较高的工作效率，还可以对输送时发生的机械问题进行发现。

输送机当中的变频调速技术不仅使得设施的维护减少，进行重载启动，而且节约了能源。因为变频器集成了电子器件，是凭借电子决定设施的工作寿命，并且使借助变频器的软启动来进行输送机软启动的，为此，在进行启动的时候比较平滑，过大的冲击不会发生，这使得输送机的检修工作减少。将变频调速技术应用于煤矿输送机中，提高了系统的效率与功率，实现了节能的目的。结合设计与工作的煤矿电机能够得知，电机往往处在慢速度与电压的情况，然而负载非常小，一直到接近满载的过程中最为理想的功率因素与高效率才会出现。为此会浪费电能。变频调速技术投入应用之后，能够实现至少0.9的功率因数，还使得液力耦合器在减速器与电机当中的应用减少，实现了高于液力耦合5%—10%的传递效率。如此大大地提高了系统的效率与功率因数。在日益进步的变频调速技术影响下，无论是在先进的技术上，还是在经济效益上，煤矿输送机当中的变频器依旧占据主导。

2 带式输送机上变频调速技术的应用

当今，液力耦合器是大部分矿井所应用的软启动设备。它的性能难以实现矿井带式输送机拖动的需要，它的基本要求是：适用经济，节能，工作稳定，维护量小，启动转矩大，调速性能好，启动性能好，控制简单。为此，实施液力耦合器的带式输送机启动已经难以跟现代化矿井输送系统的需要相符合。

2.1 切实做到了带式输送机的软启动

带式输送机借助变频器实施驱动，变频器的软启动可以有效地统一带式输送机的软启动与电机的软启动，借助电机的慢速启动，会慢慢地启动带式输送机，进而释放皮带里面贮存的能量，以最大程度地降低带式输送机起停过程中的冲击，基本不会损害皮带。

2.2 重载启动

实施无极调速控制的变频器最大能够输出1.5倍转矩的低频工作，为此，非常得适宜重载起动。

2.3 验带作用

检修带式输送机的需要是低速验带，在空载验带的情况下，无极调速的变频调整系统的交流传动系统的变频器能够调整电机工作在5%—100%带速范围之内的所有带速。

2.4 皮带带强的减小

借助变频器进行驱动后，因为变频器的驱动可调时间是1s—3600s，一般来讲，带式输送机的启动时间范围是60s—200s，结合设定的场地，延长带式输送机的时间，使得对皮带带强的需要和装置开始的投资降低。在应用的时候，因为启动冲击减小，也减少了输送机机械装置的损耗，且延长了滚筒和托辊的使用年限。

2.5 实现带式输送机多电机驱动功率的平衡性

皮带机借助变频器实施驱动，通常借助一拖一的控制手段，在驱动多电机的过程中，实施主从控制，实现了功率的平衡。

2.6 自动化调速，实现理想的节能效果

变频调速技术的应用，能够让电动机处于高效工作的状态，有着十分理想的节电效果。

3 带式运输机上使用变频调节技术的优势

3.1 可以实现主控一体化、高性能化和全数字化

我们把变频技术应用到带式运输机上，为了实现在大功率下的高效运行，我们完成了主控一体化的整合，把变频设施和运输机有机的结合在一起。变频技术在带式运输机上的使用提高了运输机的运送效率，实现了对大功率、重物资的运输和高性能化。随着计算机技术的发展，信息程度的加深，要做到带式运输机和变频调节技术的完美融合，就一定要走数字化这条道路。DSP芯片、STD总线、工业PC总线在运输机上的完美结合，也使得全数字化得到了实现。

3.2 实现了节能、环保，降低了成本

原电机由工频驱动直接控制的时候，满载时的功率因数为0.85左右，实际运行时远低于0.8。在采用变频调速系统以后，不需要其他装置，其功率因数就可以提高到0.9以上，满足了电网的需求，也节约了费用。在采用变频技术进行调节之后，由于通过调节电机转速实现了节能，在负荷率比较低的时候，电机转速也随之降低。并且设备的磨损情况有所改善，加强了维护周期，延长了设备运行的寿命，减少了维修量，检修费用也得到了节省。现今的系统与陈旧的设施相比，保护功能更强，可以更好地过流、过压、过热，具有多项保护功能。此外，也更能适应电网电压的波动，电压工作范围得到了拓宽。经实践证明，将变频调速技术应用到带式输送机上，节能效果更显著。

3.3 降低了设备的运行与维护费用

采用变频调速技术进行调节，由于通过调节电机转速从而实现节能，在负荷率较低的同时电机的转速也得到了降低，使得主要设备和相应的辅助设备比如轴承等磨损的程度减轻，加长了设备的维护周期，延长了设备的运行寿命，减少了机械磨损，维护工作量降低，检修费用下降。

4 结语

综上所述，变频调速技术在矿用带式输送机上的应用，不但有着节能、大范围的调速、装置体积小的特性，而且具备性价比高、稳定性好、较高调速特性的优势。在实践中应用变频调速技术，降低了输送机的维护量与损耗，为此，应用此种技术能够实现良好的社会效益和经济效益，是值得倡导的。

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魏巍（1978-），男，四川人，助理工程师，研究方向：煤矿机电。