变频技术在矿井皮带运输系统中的运用

吴刚

摘 要：对煤矿企业来说，矿井的正常作业离不开皮带运输系统的应用。皮带运输系统的正常运行对于矿井工作的有效开展以及矿井的安全具有十分重要的影响。为了维持矿井皮带运输机的稳定运行，变频技术逐渐被人们所重视。本文主要从变频技术在矿井皮带运输应用的优势出发，对皮带运输系统的电机启动及调速方法进行了分析，并探讨了矿用隔爆变频设备的优点。

关键词：变频技术；皮带运输系统；防爆变频器；矿井作业

在煤矿企业中，皮带运输系统的应用十分广泛。但是由于皮带电机在启动时会产生大量的电流，给设备带来的冲击较大，从而会对电机的正常工作产生一定的影响，缩短其使用寿命。此外，在皮带运输系统运行时发生故障的频率较高，再加上此设备的维修较为复杂，这就需要对该系统进行改进，而在皮带运输系统中引入变频技术就可以有效解决这些问题，从而维持皮带运输系统的安全、高效运行。

一、变频技术在矿井皮带运输中应用的优势

（一）变频技术的优势

因为矿井工作大多数都是在地下进行，所以对供电系统的要求也就很高。受矿井工作的地域限制，井下常常会出现停电状况，而在没有预告停电的情况下电压瞬时降低，使正在运行的设备无法正常运行，突然的断电也将导致设备被烧坏；而又在不知情的进行供电，使设备电流骤然增加，这些都会使矿井下的工作存在潜在的安全隐患。变频技术正好可以解决这样的问题。首先，在保障运输设备安全的同时还可以稳定地进行有效的工作；其次，利用变频技术来控制皮带运输电机，实际是将电机负荷结合、调整电机转速进而保证电机安全稳定的进行工作。这样既减少了皮带运输电机的耗能，又能改善調速系统，进而提升电网运行功率，在节能的同时又提高了机电设备的性能，使电机在低消耗的同时达到最佳工作状态。

（二）变频技术在矿井皮带运输的应用优势

对于煤矿企业来说，煤矿工作各道工序的正常进行离不开皮带运输系统。而皮带运输系统的正常运行就需要将交流绕线式电机转子与电阻调速系统串联在一起，这种系统虽然可以对操作进行有效的控制，但却无法维持皮带运输系统的恒减速运行，这就会导致一些零件被破坏，进而使整个设备出现故障。而在矿井皮带运输系统中引入变频技术后，便可以有效的解决这一问题，它不仅可以维持皮带运输系统的恒加速或恒减速运行，还可以延长设备的使用寿命，促进煤矿工作的有效运行。矿井皮带运输系统中变频技术的应用可以有效地调节电机的电源频率，实现对皮带电机转速调节的目的，从而维持矿井皮带运输系统更好的运行。

二、皮带运输系统的电机启动及调速方法分析

一般来说，皮带运输系统的电机启动机调速方法主要有直接启动、藕合器启动、软启动和变频启动四种，这四种启动方法有各自的优势与劣势。直接启动：这种启动方法的特点是转矩较大，但是由于力的传导不均匀，导致其尾部反应比较慢，使皮带底部产生堆积现象。这种启动方法的劣势是启动所需的电流较大，从而对电机产生的损害也比较大；藕合器启动：这种启动方法的运行原理是先使皮带机缓慢启动起来，等到皮带机达到一定的转矩时就会带动皮带运转，但是这种启动方法在启动的过程中容易出现打滑现象，从而产生安全隐患；防爆软启动：这种启动方法的特点是在皮带运输机空载时其启动较为平稳，这时的转矩比较小，冲击也比较小，有利于胶带机、电机以及机械系统的使用寿命的延长。但是如果突然由空载状态跳转到重载状态时，就会对胶带运输机产生较大的冲击；变频器启动：这种启动方法可以在调节范围内自行进行调速，在自行调速过程中其启动转矩维持不变，在空载、轻载以及重载状态下都可以对启动进行有效的控制，维持启动的安全、稳定运行。尤其在重载状态时皮带运输系统可以进行缓慢的启动，维持系统的正常运行，同时变频器启动对双电机拖动的同步性能较好。在皮带运输系统中加入煤流传感器，可以根据煤流传感器的大小进行自动调速，从而有效提高皮带运输机的电机效率因数。一般情况下，皮带运输机在进行带载启动时的机械冲击比较大，这就可能会使胶带拉断，从而产生十分严重的后果。

三、矿用隔爆变频设备的优点

矿用隔爆变频器利用交流—直流—交流的模式，首先将交流电利用整流设备转变为直流，其次将直流电源转化为交流，以此为电动机供电。利用变频设备对皮带机驱动的优点有：第一，皮带机软启动。利用较慢的电机速度开启带动皮带机开启，逐渐发出胶带中的能量，能够控制输送设备开关冲击到最低值，不损坏胶带；第二，减小带强。因为变频设备开启时长能够改变，开启时间过长无需过多要求带强，可以节约成本，开启时长应根据实际情况进行设置。在现实运用时，因为减少开启时的冲击，设备系统损耗减小，使用期限增加；第三，平衡皮带机多电机转矩，它主要是利用主从控制方法保待平稳；第四，高负荷开启。变频设备能够输出原力矩的2倍之多，能够承载比较高负荷的开启；第五，智能节能。能够实现智能调速，防止胶带过度损伤。同时利用控制系统测量载荷，提前增减速度。没有中间减速设备和液力耀合设备过程，直接运送功率到滚筒，并结合连轴设备连接。并且能够降低压降，减少机械应力、改变速度，提高设备的运输效率。

四、结语

总的来说，矿井皮带运输系统中变频技术的应用可以维持系统的稳定运行，延长其使用寿命，此外，它还具有一定的节能效果，有利于生产系统的稳定运行以及企业经济效益的提高。

参考文献：

[1]陈学军.浅议变频技术在矿井皮带运输系统中的应用[J].技术与市场，2015，05：106+108.

[2]睢晶冰.变频技术在矿井皮带运输系统中的运用[J].机械管理开发，2016，07：95-96+108.endprint