李健

摘要：皮帶機(jī)是煤礦生產(chǎn)最重要的生產(chǎn)工具，其具有運(yùn)輸量大，速度平穩(wěn)的特點(diǎn)，并且能夠在煤礦等復(fù)雜復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)。而且其經(jīng)濟(jì)性也滿(mǎn)足煤礦的經(jīng)營(yíng)要求。而現(xiàn)代煤礦皮帶機(jī)多采用高壓變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠達(dá)到高穩(wěn)定性、高運(yùn)輸能力的效果，所以本文以煤礦皮帶機(jī)的控制要求為基礎(chǔ)，研究高壓變頻器在煤礦皮帶機(jī)上的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；煤礦皮帶機(jī)；調(diào)速；節(jié)能

引言

在煤礦生產(chǎn)中，皮帶機(jī)能夠在運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)揮到重要的作用，目前很多煤礦都利用皮帶機(jī)進(jìn)行煤炭等物流的運(yùn)輸工作。所以煤礦的生產(chǎn)效益和皮帶機(jī)的應(yīng)用有很大的關(guān)系，而且皮帶機(jī)的運(yùn)輸效率和能力越高，企業(yè)的效益也就越好。目前一些煤礦的皮帶傳輸系統(tǒng)仍舊采用傳統(tǒng)的調(diào)級(jí)方式，即串級(jí)調(diào)速的模式。這種調(diào)速模式雖然能夠滿(mǎn)足皮帶機(jī)運(yùn)輸時(shí)的基本調(diào)速要求，但是存在著穩(wěn)定性能差、消水平高，并且由于其功率較低，所以運(yùn)輸能力不高特點(diǎn)，無(wú)法發(fā)揮出皮帶機(jī)控制系統(tǒng)的最優(yōu)性能。并且根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排，開(kāi)展綠色經(jīng)營(yíng)的要求，傳統(tǒng)皮帶機(jī)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)的要求，所以高壓變頻機(jī)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。而且隨著科技的進(jìn)步，高壓變頻控制技術(shù)也在不斷的完善，將其應(yīng)用于煤礦皮帶機(jī)上也是相得益彰。

1 變頻電控系統(tǒng)分析

變頻電控系統(tǒng)是控制高壓變頻器的主要系統(tǒng)，它是由主控中心和高壓變頻器兩個(gè)部分組成。PLC是主控中心的核心控制器件，它是整個(gè)電控系統(tǒng)的信息處理中心，其主要作用是對(duì)系統(tǒng)控制工藝進(jìn)行處理和分析，同時(shí)也承擔(dān)著整個(gè)系統(tǒng)的安全防護(hù)。操作人員可以通過(guò)控制器的顯示器來(lái)觀察主控中心的各種工況信息和數(shù)據(jù)，這樣就能夠控制并且觀察皮帶輸送機(jī)的靜態(tài)參數(shù)、動(dòng)態(tài)參數(shù)，以及目前的運(yùn)行趨勢(shì)等信息。其次，高壓變頻器是實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)調(diào)速的關(guān)鍵，相較于以往的串級(jí)調(diào)速模式，其主要采用高-高變換模式，在控制以及效率上有了顯著的提高，并且在控制算法、有源逆變技術(shù)、矢量控制技術(shù)等方面有了進(jìn)步。

2 高壓變頻器在煤礦皮帶機(jī)上的應(yīng)用方案

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

高壓變頻器應(yīng)用在煤礦皮帶機(jī)上的時(shí)候，要看其在運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際效果。這種效果也要根據(jù)實(shí)際的工況來(lái)判定。首先如果皮帶機(jī)在現(xiàn)階段需要運(yùn)輸?shù)奈锪鬏^少，那么為了降低運(yùn)行耗能就可以通過(guò)調(diào)速的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)；其次如果運(yùn)輸量達(dá)到飽和狀態(tài)，高壓變頻器就可以全速運(yùn)行，滿(mǎn)足運(yùn)輸效率的要求，并且提高煤炭的產(chǎn)量。所以對(duì)于高壓變頻器的應(yīng)用要堅(jiān)持節(jié)約成本以及綠色低耗的原則，并且在運(yùn)行過(guò)程中不能夠?qū)ζC(jī)的電氣性能、運(yùn)輸能力產(chǎn)生不利影響。這就需要在應(yīng)用過(guò)程中綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)采的量以及其他情況。運(yùn)行方式可以選擇為“一拖一”即一臺(tái)變頻器拖動(dòng)一臺(tái)電機(jī)，而“一拖二”主要是指一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，而且這兩種運(yùn)輸方式要考慮到功率的問(wèn)題。

而且高壓變頻器可以同時(shí)采用工頻和變頻兩種運(yùn)行方式，并且這兩匯總運(yùn)行方式可以相互轉(zhuǎn)換，以保證煤礦現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的連續(xù)性。所以操作人員要考慮到現(xiàn)場(chǎng)狀況，以確定何時(shí)采用工頻，何時(shí)采用變頻才能夠達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)效益。其中“一拖二”運(yùn)行方式可以運(yùn)用于飽和狀態(tài)以及其他狀態(tài)下的運(yùn)輸情況，并且能夠達(dá)到降低能耗的目標(biāo)，在提高生產(chǎn)效益的同時(shí)，減少損耗。主要是因?yàn)樵摲N運(yùn)行方式能夠根據(jù)煤炭輸送量的多少來(lái)進(jìn)行頻率的自動(dòng)調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。

2.2 系統(tǒng)功能

高壓變頻器在煤礦皮帶機(jī)上的系統(tǒng)功能也要達(dá)到生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)囊?，第一，在皮帶機(jī)使用的時(shí)候，真正實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，在啟動(dòng)的時(shí)候，皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這時(shí)候高壓變頻器的變頻控制系統(tǒng)會(huì)立即控制電機(jī)以低頻大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)控制系統(tǒng)的軟啟動(dòng)，這樣做的好處就是能夠有效延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命，防止電機(jī)長(zhǎng)期使用出現(xiàn)故障。

第二，在煤礦復(fù)雜的環(huán)境下，皮帶機(jī)運(yùn)輸線路長(zhǎng)，而且線路復(fù)雜，所以必須使用多個(gè)電機(jī)來(lái)帶動(dòng)，要想保持皮帶機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)輸就可以利用高頻變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)，它可以使多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡輸出。尤其是在采用“一拖二”的運(yùn)行方式的時(shí)候，高壓變頻器所控制的兩臺(tái)電機(jī)能夠保持穩(wěn)定的電流、功率，保持運(yùn)輸?shù)钠椒€(wěn)性。

第三，高壓變頻器還可以降低皮帶機(jī)的皮帶帶強(qiáng)，因?yàn)樽冾l器的啟動(dòng)時(shí)間范圍能夠1-999秒內(nèi)進(jìn)行隨意調(diào)節(jié)，而在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中，變頻器的啟動(dòng)時(shí)間一般被操作人員設(shè)定在60-200秒的范圍內(nèi)。這樣延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間也可以降低皮帶機(jī)的皮帶帶強(qiáng)要求，所以對(duì)于皮帶的帶強(qiáng)就不需要選擇太高的要求，只要滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)要求即可，從而間接地減少了設(shè)備的投資，提高了企業(yè)效益。

第四，高壓變頻器的使用降低了皮帶機(jī)的維護(hù)量。其操作逐漸走向自動(dòng)化，而且程序的設(shè)定考慮了電機(jī)的保養(yǎng)和維修，傳統(tǒng)方式下電機(jī)的損耗嚴(yán)重，壽命短，維修和采購(gòu)都需要消耗大量的資金，而高壓變頻器的運(yùn)行可靠性和使用壽命能夠得到有效的保障。在軟啟動(dòng)的應(yīng)用下，降低了皮帶機(jī)在啟動(dòng)過(guò)程中對(duì)于整個(gè)機(jī)械設(shè)備的沖擊，從而對(duì)電機(jī)、皮帶以及其他設(shè)備產(chǎn)生了有效的保護(hù)。

第五，國(guó)家提出節(jié)能減排，綠色經(jīng)營(yíng)的口號(hào)，在高壓變頻器的應(yīng)用過(guò)程中，能夠很好的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。以為它能夠根據(jù)煤倉(cāng)煤量來(lái)對(duì)變頻器的輸出頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，減少了電動(dòng)機(jī)的功率損耗，從而節(jié)省了能源。

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