（陜煤化神南紅柳林礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 710069）

探析刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動技術(shù)和傳統(tǒng)軟啟動方式的應(yīng)用對比

楊春平

（陜煤化神南紅柳林礦業(yè)有限公司，陜西 榆林 710069）

文章分析了刮板輸送傳統(tǒng)軟啟動方式的現(xiàn)狀，對刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動技術(shù)對比傳統(tǒng)軟啟動方式的優(yōu)勢進(jìn)行分析，以供參考。

刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動技術(shù)；傳統(tǒng)軟啟動方式；對比

隨著我國煤礦產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對刮板輸送機(jī)系統(tǒng)的要求也越來越高，傳統(tǒng)的軟啟動方式在應(yīng)用的過程中出現(xiàn)了刮板輸送機(jī)啟動難、負(fù)載不均等問題，嚴(yán)重的影響了刮板輸送機(jī)的正常運(yùn)行。變頻驅(qū)動技術(shù)具有效率高、可靠性高、維護(hù)工作量小、使適用范圍廣等方面的優(yōu)點(diǎn)，與其他傳統(tǒng)軟啟動技術(shù)相比，具有明顯的優(yōu)勢。

一、刮板輸送機(jī)傳統(tǒng)軟啟動方式的現(xiàn)狀分析

目前，我國煤礦企業(yè)刮板輸送機(jī)常用的傳統(tǒng)軟啟動方式包括晶閘管調(diào)壓軟啟動方式、液體粘性傳統(tǒng)軟啟動方式、恒充式限距液力耦合軟啟動方式、閥控沖液式液力耦合器軟啟動方式等，但是隨著刮板輸送機(jī)驅(qū)動電機(jī)功率的增大，傳統(tǒng)軟啟動方式在實(shí)際的應(yīng)用過程中表現(xiàn)出了以下問題：

（1）啟動難。由于刮板輸送機(jī)停機(jī)的隨機(jī)性、負(fù)載的巨大波動性以及其他因素的影響，導(dǎo)致刮板輸送機(jī)經(jīng)常停機(jī)，采用傳統(tǒng)的軟啟動方式很難重啟。

（2）巨大的機(jī)械沖擊作用。刮板輸送機(jī)采用傳統(tǒng)軟啟動的瞬間，會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的機(jī)械沖擊作用，很容易造成驅(qū)動系統(tǒng)的損壞，影響整個系統(tǒng)的使用壽命。

（3）對電網(wǎng)的巨大沖擊。傳統(tǒng)的軟啟動方式會產(chǎn)生巨大的電流，對電網(wǎng)造成巨大的沖擊，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓的降低，不僅影響刮板輸送機(jī)的正常運(yùn)行，對電網(wǎng)上其他設(shè)備的運(yùn)行也會造成不同程度的影響，加速絕緣老化，縮短電動機(jī)的壽命。

（4）巨大的過載沖擊。刮板輸送機(jī)在運(yùn)行的過程中經(jīng)常出現(xiàn)沖擊、刮卡等現(xiàn)象，采用傳統(tǒng)的軟啟動方式，將會對刮板輸送機(jī)造成嚴(yán)重的過載沖擊，導(dǎo)致齒輪、鏈條等元件斷裂，甚至燒毀電動機(jī)。

二、刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動技術(shù)對比傳統(tǒng)軟啟動方式的優(yōu)勢分析

變頻驅(qū)動技術(shù)的工作原理表現(xiàn)為：以變頻器為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對刮板輸送機(jī)電壓以及頻率的控制，保證電源頻率能夠平滑的改變，將機(jī)械和電應(yīng)力降到最低，保證刮板輸送機(jī)能夠平穩(wěn)的啟動，同時根據(jù)應(yīng)用的具體狀況調(diào)節(jié)頻率，實(shí)現(xiàn)對刮板輸送機(jī)速度的調(diào)節(jié)與控制。刮板輸送機(jī)變頻驅(qū)動技術(shù)對比傳統(tǒng)軟啟動方式的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)礦井工作面數(shù)據(jù)上傳功能，有助于實(shí)現(xiàn)煤礦設(shè)備自動化、數(shù)字化升級，提升礦井安全生產(chǎn)系數(shù)。

（2）多方面節(jié)約能源：采用變頻器后功率因數(shù)可達(dá)0.95以上，降低無功功耗；電機(jī)與減速器之間采用直接聯(lián)接，傳遞效率可提高5%-10%。

（3）減少故障時間、降低設(shè)備的維護(hù)量：變頻器功能完善，具有完備的保護(hù)功能和故障診斷能力，大大減少了電機(jī)及刮板運(yùn)輸機(jī)設(shè)備的故障和維護(hù)量，從而減少了運(yùn)營成本；變頻器無機(jī)械及液壓油磨損，故障率大幅降低；天信變頻器采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，故障的恢復(fù)時間較短，維修簡便。

（4）具有過載、短路、過電壓、欠電壓、缺相、過熱、漏電等保護(hù)功能。

（5）帶有10.4吋液晶顯示屏，工作狀態(tài)顯示直觀。

（6）能夠?qū)崿F(xiàn)軟啟動、軟停車，延長設(shè)備使用壽命，避免對電網(wǎng)沖擊。利用變頻器的軟啟動功能實(shí)現(xiàn)刮板輸送機(jī)的平滑啟動，啟動過程中對機(jī)械沖擊更小，可減少設(shè)備故障的發(fā)生。同時起動電流大大減少，電機(jī)所承受的電流沖擊大大降低，電機(jī)壽命延長，也避免了對電網(wǎng)的電流沖擊。

（7）具有低速檢修模式：當(dāng)發(fā)生斷鏈或其它設(shè)備故障，需要低速運(yùn)行刮板輸送機(jī)時，變頻器提供了低速檢修模式，便于進(jìn)行低速檢查。

（8）重載啟動功能，變頻器采用DTC控制方式，低頻運(yùn)轉(zhuǎn)最大可輸出2.2倍額定轉(zhuǎn)矩。

（9）可實(shí)現(xiàn)多電機(jī)功率平衡，變頻器采用先進(jìn)的DTC控制，不僅可以讀取任一時刻的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，還可以精確的對輸出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制。主變頻器和從變頻器間傳遞轉(zhuǎn)矩信號形成主從速度、轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，達(dá)到精確的速度控制和優(yōu)良的負(fù)載平衡效果（不平衡度小于2%）。

（10）運(yùn)行控制精度高、動態(tài)響應(yīng)速度快。變頻器采用ABB直接轉(zhuǎn)矩控制，可精確控制力矩，且速度是由輸出頻率限定，當(dāng)負(fù)荷出現(xiàn)波動時，轉(zhuǎn)速不變。

（11）變頻器驅(qū)動技術(shù)模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，故障的恢復(fù)時間較短，維修簡便。

（12）減少了礦用動力電纜的使用數(shù)量，降低設(shè)備維護(hù)，減少了設(shè)備的檢修成本。

（13）變頻驅(qū)動技術(shù)減少了對電網(wǎng)及電機(jī)的影響，變頻器采用12脈沖整流，消除了諧波對電網(wǎng)的干擾，同時變頻器電容容量較大，能夠有效減少母線紋波電流含量，進(jìn)一步降低了整流側(cè)諧波的含量。

（14）降低對電機(jī)的影響，變頻器在輸出側(cè)增加正弦波濾波器，利用LC濾波原理將高頻不等占空比的電壓波形，通過面積等效特性將輸出電壓轉(zhuǎn)換為正弦波輸出，有效降低了電機(jī)繞組側(cè)高壓諧波的含量，減少了電磁干擾，提高了電機(jī)的使用壽命。

（15）解決設(shè)備的供電距離問題，變頻器對設(shè)備啟動時不產(chǎn)生大的啟動電流和啟動壓降，所以在供電距離上可以忽略設(shè)備啟動壓降對供電距離的影響。

（16）變頻驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用提高了煤礦生產(chǎn)安全系數(shù)，主要包括以下幾個方面：緩慢起動對人身安全的保護(hù)變頻啟動的加速時間；降低了刮板輸送機(jī)的機(jī)械沖擊，解決刮板輸送機(jī)的重載頻繁啟動問題；減少了一線工人的勞動強(qiáng)度，提高了安全生產(chǎn)系數(shù)。

結(jié)語

綜上所述，由于傳統(tǒng)軟啟動方式在刮板輸送機(jī)應(yīng)用的過程中存在許多問題，嚴(yán)重的影響刮板輸送機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，同時還縮短了刮板輸送機(jī)的使用壽命。通過對變頻驅(qū)動技術(shù)和傳統(tǒng)軟驅(qū)動方式進(jìn)行比較，變頻驅(qū)動技術(shù)具備了多種優(yōu)勢，因此，在未來的發(fā)展中，刮板輸送機(jī)的變頻驅(qū)動方式勢必會代替其他傳統(tǒng)的軟啟動方式，占據(jù)大部分的市場應(yīng)用占有率。

[1]王騰，夏護(hù)國.重型刮板輸送機(jī)驅(qū)動方式比較分析[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，41（09）：154-162.

[2]張成剛.交流變頻調(diào)速技術(shù)在刮板輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)上的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2011，32（10）：209-210.

[3]姜敬.變頻電動機(jī)在綜采工作面刮板輸送機(jī)的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)電，2012，15（03）：100-102.

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