长距离输送机上变频器的应用

■崔志永

（内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司 内蒙古呼和浩特 010010）

长距离输送机上变频器的应用

■崔志永

（内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司 内蒙古呼和浩特 010010）

近年来，煤矿的开发得到了广泛的重视，变频技术在煤矿生产中的作用越来越大，不仅能够大大提高生产效率，减少日常维护量，而且在节能方面的效果非常显著。本文重点讲述变频器在长距离输送机上的应用。

变频多电机驱动长距离输送

1 变频调速技术在胶带输送机上的应用现状

目前煤矿采用的软起动装置绝大部分是液力偶合器。液力偶合器虽然能部分解决皮带机的软起动问题，但与变频器驱动相比，仍具有明显的劣势：首先，采用液力偶合器时，电机必须先空载起动。工频起动时，最初的电流很大，为电机额定电流的4~7倍。大的起动瞬间电流会在起动过程中产生冲击，引起电机内部机械应力和热应力发生变化，对机械部分造成严重磨损甚至损坏。同时还将引起电网电压下降，影响到电网内其它设备的正常运行。其次，液力偶合器长时工作时，引起液体温度升高，熔化合金塞，引起漏液，增大维护工作量，污染环境。第三，采用液力偶合器时，胶带输送机的加载时间较短，容易引起皮带张力变化，因此对皮带带强要求较高。第四，一般的胶带输送机都是长距离大运量，通常都是多电机驱动，采用液力偶合器驱动，很难解决多电机驱动时的功率平衡。随着电力电子技术的发展。变频技术在最近二十年飞速发展，在部分煤矿企业也获得了较为广泛的应用，例如兖矿集团、晋城煤业集团、潞安矿务局、淮北矿务局等。

2 运用变频器和变频电机对带式输送机进行驱动的特点

（1）真正实现了胶带输送机系统的软起动。运用变频器对胶带输送机进行驱动，运用变频器的软起动功能，将电机的软起动和胶带输送机的软起动合二为一，通过电机的慢速起动，带动胶带输送机缓慢起动，将皮带内部贮存的能量缓慢释放，可将胶带输送机起停时产生的冲击减少至最小，几乎对皮带不造成损害。

（2）降低皮带带强。采用变频器驱动之后，由于变频器的起动时间可在1S～3600S可调，通常胶带输送机起动时间在60s～200s内根据现场设定，胶带输送机的起动时间延长，大大降低对皮带带强的要求，降低设备初期投资。在实际应用过程中，由于降低了起动冲击，胶带输送机机械系统的设备损耗也随之降低，尤其托辊及滚筒的寿命成几倍的延长。

（3）平稳的重载起动。变频器采用无极调速控制方式，低频运转最大可输出1.5倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。

（4）自动调速、节电效果明显。变频器配合煤流传感器可以根据负载轻重自动调节皮带速度，节电的同时还减少了皮带的磨损。

（5）节能。在胶带输送机上采用变频驱动后的节能效果主要体现在系统功率因数和系统效率两个方面。提高系统功率因数。通常情况下，煤矿用电机在设计过程中放的裕量比较大，工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压、满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳，轻载时降低，造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时，定子电流有功分量很小，主要是励磁的无功分量，因此功率因数很低。采用变频器驱动后，在整个过程中功率因数达0.9以上，大大节省了无功功率。提高系统效率。

3 变频器选型

（1）煤矿井下开采作业的环境特点是:作业空间狭小、潮湿、空气中含有瓦斯、粉尘等易燃易爆炸成分;按照《煤矿安全规程》的要求，在煤矿井下采掘工作面使用的电气设备和控制设备，必须是隔爆型或本质安全型设备。

（2）充分考虑电气爬电、功率器件散热、安全控制等技术问题。如果采用水冷，还需要考虑变频器对水质的要求，避免因水质问题影响变频器的散热。

（3）防护等级的选择。从变频器的防护等级来看，有IP00的，IP20的，也有IP54的等等，要根据现场环境情况作出相应的选择。矿用变频器由于使用环境限制一般需采用IP54以上上高防护等级的变频器。

IP（IngressProtection）**中第一位表示防尘能力，第二位表示防水能力。是由IEC(INTERNATIONALELECTROTECHNICALCOMMISSION)起草。[2]

（4）变频器的容量选择。在异步电动机确定后，通常应根据异步电动机的额定电流来选择变频器，或者根据异步电动机实际运行中的电流值(最大值)来选择变频器[3]。由于胶带运输机经常处于频繁启动、制动工作、负载惯性很大，启动时可能会振荡，电动机减速时有能量回馈，而且重载启动且较频繁，为利于变频器长期、安全地运行，应该用容量稍大的变频器来加快启动，避免振荡并配合制动单元消除回馈电能。在变频器的选型时还应注意，相同设备配用的变频器的规格应尽可能统一，便于备品备件的准备，便于维修管理。选用时还要考虑生产厂家售后服务质量情况。

4 结束语

变频调速技术是公认的交流电动机最理想、最有前途的调速方案，除了具有卓越的调速性能之外，变频器还有显著的节能作用，是企业技术改造和产品更新换代的理想调速装置。采用变频器加变频电机的带式输送机驱动系统，不仅在技术的先进性还是带来的社会及经济效益方面都是巨大的，随着社会的发展，最终在胶带输送机的驱动上变频器将取代液力偶合器的主导地位。

[1]吴亚君,周建洪,金晓晨.变频调速在冷轧机卷曲控制系统中的应用 [J].现代电子技术,2007,50(12):72-73.79.1

[2]张更业.变频器调速驱动系统在煤矿胶带机输送系统中的应用 [J].1矿自动化,2007 (02):87-89.

X752[文献码]B

1000-405X（2015）-11-367-1