高压组合变频技术在大功率刮板输送机上的应用

刘龙

摘要：近年来大屯公司矿井采煤工作面运输设备逐步改型升级，刮板输送机由最初的小型刮板机发展到现在的SGZ800/1050，总功率突破了1000KW，启动设备采用组合开关高低速控制，在使用过程中发现双速电机驱动方式可能出现机械或电气冲击，从而导致不易启动、断链、断齿等事故，为解决以上问题，在孔庄煤矿7434工作面安装时配套了BPJV1-2*1600/3.3型高压组合变频器，设备事故率大为降低，取得了良好的经济和社会效益。

关键词：高压 变频 输送机 应用

1应用背景

孔庄矿近几年回采的工作面倾向长度都在220米以上，基本达到了所配套刮板输送机的极限距离，使用过程中容易引起链条拉伸变形量超限，从而导致发生过负荷拉断事故。孔庄矿近几年采煤工作面配套的刮板输送机控制方式一直采用组合开关“低速启动，高速运行”的方式，双速电机在正常启动时，对链条产生的冲击较大，主要存在以下弊端：

1.刮板机为全压启动，工作电流大，电机的转矩较大，从静止状态下过渡到1.42m/s（刮板机额定链速）时间短，加速度大，对机械设备、电气部分的冲击大，使得结构件磨损加快，减少使用寿命。

2.工作面倾向距离较长，设备重载启动困难。重载停车后再启动时，极易造成闷车，现场只能采取多次低速运行的方式启动设备，电机输出功率大，容易造成烧电机、断轴、断链、链轮断齿等设备事故。

3.增加职工劳动强度。在处理工作面刮板输送机重载停车或断链等设备事故时，会大大增加一线职工的非正常劳动强度，尤其在处理后部刮板机重载停车和断链故障时，需要人工卸载煤炭，支架尾梁处空间狭小，操作不便，更会加快职工的体力消耗速度。

4.存在一定安全隐患。刮板输送机发生故障后，会给职工带来非正常检修作业，在更换减速箱、电机、链轮等一些大部件时，运输和起吊过程中，存在一定安全隐患，尤其在中夜班处理设备事故时，人员疲劳困乏，更易造成安全事故。

2高压组合变频技术的应用

为解决以上问题，提高工作面刮板输送机的有效开机率和使用稳定性，在孔庄矿7434工作面配备了BPJV1-2*1600/3.3型高压组合变频器，用以替代原有的组合开关控制方式，实现大扭矩重载启动设备，达到启动平稳、运行可靠、链速可调、减少故障的目的。

引进BPJV1-2X1600/3.3型矿用隔爆兼本质安全型高压组合变频器具备两个独立的输出回路，主要针对3.3kV、1600kW及以下刮板运输机设计。主要解决在大功率重载运输设备启动时，机械冲击强，启动电流大及多机运行时功率不平衡等问题。该套装置是一个机壳内有两台单独的变频器，这两台变频器可以单机使用或者主从模式使用，可任意组合。

变频器3.3kV电源输入，3.3kV变频输出。拓扑结构上采用三电平技术，输出线电压电平数5电平，从而实现远距离驱动电机，不损害电缆及电机绝缘。整个变频器系统散热方式采用水冷方式，散热可靠性和效率高。变频器对输入、输出具有监测、保护和全面的故障报警、功能，并且本设备每台变频器都带有单独的旁路功能，当变频器损坏时不影响煤矿正常生产。

3300组合变频器综合考虑工作面顺槽供配电设备、工作空间、刮板机工作特点、对井下电网及工作面现有电缆、电机影响、自动化控制要求等特点，采用ABB三电平拓扑结构变频技术。

3使用效果

BPJV1-2X1600/3.3型高压组合变频器于2017年12月份在孔庄矿7434工作面安装完成，共计2台，分别控制前后部SGZ-800/1050型刮板输送机机头和机尾电机，使用至今10个月，未发生过较大刮板输送机故障，机头、机尾传动装置完好，链条、刮板磨损量较小，其中，链条伸长量有效控制在规定的范围内（≤2.5%）。

高压组合变频技术能有效解决机械冲击强、启动电流大和多机运行功率不平衡等问题，尤其能避免刮板机重载启动困难的现象，同时具有恒转矩实时智能调速的功能，满足各种工况需求。

4经济效益与社会效益

4.1经济效益

直接经济效益。孔庄矿7434工作面回采至今，共計10个月，直接经济效益约600万元。

间接经济效益。高压组合变频器的投入，能大大降低电气和机械部件的冲击，有效提高设备使用寿命，大大降低维修成本和配件投入，减少电机和减速器的返修费用均超过10万元。

4.2社会效益

高压组合变频技术的投入，体现出孔庄矿在3300V大功率煤溜设备上的进步，不仅能降低工作面刮板输送机的事故频率，更能减少一线职工检修设备的劳动强度和处理故障时的安全隐患，尤其在处理后部输送机重载停车时，往往需要人工卸煤，直接尾梁处空间狭小，不易施工，增加职工劳动过程中的身体负荷和作业危险。

参考文献

[1]王志.矿用高压组合变频器的设计[J].江西煤炭科技（3）：4.

[2]陈太光.三电平组合式防爆高压变频器在煤矿刮板输送机上远距离驱动的应用.煤炭技术 39.5：4.