王新勝

摘 要：變頻調(diào)速技術，具體來說便是優(yōu)化交流電電動機，使得調(diào)速的目標得以實現(xiàn)。變頻調(diào)速有一定的環(huán)保性，不會消耗大量的能源資源，且調(diào)速較為簡單，故障發(fā)生率低。所以，該項的技術的應用，在煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)中有著廣泛的應用。煤礦企業(yè)針對不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，都會使用相應功率的電動機，其類型包括提升機、各類型運輸機、掘進設備和采煤設備等。其中，提升機對于變頻調(diào)速的應用十分關鍵，是保障運輸過程的關鍵原件?，F(xiàn)在，因為科技力量的進步，變頻調(diào)速技術更加成熟，所以起到的價值作用更加突出。

關鍵詞：煤礦主皮帶;運輸系統(tǒng);變頻調(diào)速;應用

1 變頻調(diào)節(jié)技術原理和優(yōu)勢

當變頻調(diào)速的數(shù)據(jù)變化并不大時，電動機的轉(zhuǎn)速就會和電源功率成正比，如果在這過程中均勻的改變電動機電源頻率，就能夠?qū)崿F(xiàn)電動機穩(wěn)定運行，變頻調(diào)速主要就是通過相應的零件來讓固定的電流頻率轉(zhuǎn)化為可以調(diào)節(jié)的電流裝置。我國大多數(shù)煤礦運輸系統(tǒng)所采用的都是電氣傳動系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)主要是通過切換電機轉(zhuǎn)子新式來達到調(diào)速的目的，而且調(diào)速的方法相比來說更加簡單，但是卻無法有效達到理想的調(diào)速性能，還會在一定程度上消耗電能，在電機轉(zhuǎn)子電阻上無法充分的發(fā)揮能源的價值[1]。變頻調(diào)速本身屬于無極調(diào)速，并不需要過多的復雜操作，而且能夠使得運輸系統(tǒng)更加穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的安全，不需要消耗過多的電能，節(jié)省能源的使用，有利于煤礦企業(yè)的環(huán)保發(fā)展。在啟動過程中所產(chǎn)生的電流較小，不會對電動機產(chǎn)生影響，能夠很好的保護電機設備。所以，變頻調(diào)速逐漸成為當前煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢[1]。

2 變頻調(diào)速與液力耦合器對比分析

皮帶運輸機不同于其他形式的運輸設備，皮帶具有一定的彈性，在靜止、運行過程中均蘊含有一定的能量。在皮帶運輸機啟動過程中，硬啟動會造成皮帶瞬間拉伸，形成的瞬間張力波沿皮帶傳輸，容易造成機電設備損壞和皮帶機架傾倒變形等，因此《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定皮帶運輸機必須設置軟啟動。資料顯示，國內(nèi)大多數(shù)煤礦企業(yè)皮帶運輸機軟起裝置選用的是液力耦合器，液力耦合器盡管能夠?qū)崿F(xiàn)皮帶的平穩(wěn)啟動，但其和變頻調(diào)速相比具有明顯的劣勢。

2.1 啟動性能分析

皮帶運輸機啟動時帶有一定的負荷，在啟動過程中會產(chǎn)生電流沖擊， 對皮帶運輸機和供電系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，時間久了還會造成電動機損耗、絕緣老化等問題。采用液力耦合器雖然能夠降低皮帶啟動速度，但是并不能改善啟動電流，啟動電流是額定電流的4～8倍，啟動瞬間會造成電動機內(nèi)部熱應力急劇改變，造成電動機內(nèi)部機械磨損。另外，啟動電流的增大會一定程度的降低供電電壓，影響其他設備正常運轉(zhuǎn)。采用變頻調(diào)速則可有效避免這些問題，實現(xiàn)電動機平穩(wěn)軟啟動，且啟動過程可控，對電動機無機械沖擊作用，同時還能一定程度的降低用電配備容量[2]。

2.2 調(diào)節(jié)控制和運行狀態(tài)

液力耦合器對于指令的響應時間較長，而且調(diào)速精度并不高，無法有效的達到動態(tài)調(diào)節(jié)，變頻調(diào)速就能夠更加準確的進行動態(tài)調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)相關的需求調(diào)節(jié)時間，更好的實現(xiàn)可控調(diào)節(jié)速度。液力耦合器本身的結構雖然簡單，但是無法保證管理效果，在長時間運行后，常會出現(xiàn)溫度過高現(xiàn)象，對于后期維修來說影響較大，如果在運行過程中出現(xiàn)問題，就必須要立刻停止運行，這樣就會在一定程度上影響生產(chǎn)效率。變頻調(diào)節(jié)自身的運行較為穩(wěn)定，并不需要過多的維修量，而且對于生產(chǎn)環(huán)境也沒有過多的要求。

2.3 節(jié)能效果比較

變頻調(diào)節(jié)有著理想的節(jié)能性，這是因為在使用設備時，輸出功率并不會對其產(chǎn)生影響，即使在較低的輸出功率環(huán)境下，也可以有非常高的工作效率。但是液力耦合器在工作時會依照電動機轉(zhuǎn)速開展工作內(nèi)容，如果降低轉(zhuǎn)動機轉(zhuǎn)速，便會減少工作效率。所以經(jīng)過對比分析發(fā)現(xiàn)，變頻調(diào)速可以對大量的能源資源進行節(jié)約，幫助企業(yè)提升經(jīng)濟收益。

3 變頻調(diào)速在煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)中中的應用

根據(jù)某礦場使用的變頻調(diào)速系統(tǒng)來看，所配備的是輸出電壓為6.6KV 的變頻器，這種變頻器與電動機之間的距離在700m左右，自身的額定電壓在6KV。在煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)上安裝功率為1600KW電動機，數(shù)量為3臺，在這其中有兩臺為同軸聯(lián)結，還有一臺就近安裝，還配備一套合適的PLC控制系統(tǒng)，采用一拖一方的方式進行運行，為了能夠保證變頻器運行的穩(wěn)定，需要讓電動機速度保持一致，確保皮帶能夠穩(wěn)定啟動，在應用變頻調(diào)速后，能夠了解到有幾個優(yōu)點。首先，就是能夠節(jié)省能源，每一年能夠節(jié)省下來的電費金額都很大。其次，變頻調(diào)節(jié)設備性能非常穩(wěn)定，輸出、輸入功率較為穩(wěn)定，屬于高精度驅(qū)動。自身設備體積較小，安裝更加方便，配置簡單，能夠保證管理效率。最后，對于電網(wǎng)的波動適應性較強，即使在運行過程中，電壓有所降低，變頻設備也能夠正常工作。

4 變頻調(diào)速應用在煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)中的措施分析

煤礦應用變頻調(diào)速系統(tǒng)，對6.6kV的變頻器輸出電壓進行配置，該變頻器與電動機有著700m左右的距離，本身額定電壓為6kV。此外，在主皮帶運輸系統(tǒng)當中，會對1600kW功率的電動機進行安裝，數(shù)量為三臺，有兩臺屬于同軸聯(lián)結，另一臺需要就近安裝。同時，還會對相符合的PLC控制系統(tǒng)進行配置，應用“一拖一方”的形式開展運行工作。為了對變頻器運行的穩(wěn)定性給予保障，將其一致于電動機的速度，可使皮帶的啟動更加平穩(wěn)。

在對變頻調(diào)速應用之后發(fā)現(xiàn)該系技術的優(yōu)勢包括：其一，可以幫助企業(yè)對大量的資源能源進行節(jié)約，每一年都會節(jié)省大量的資金額度;其二， 變頻調(diào)節(jié)技術的運行穩(wěn)定性非常強，無論是輸出功率還是輸入功率都十分穩(wěn)定，為高精度驅(qū)動，且設備沒有較大的體積，安裝時也不復雜，配置較為簡單，可對管理效率充分的保障;其三，針對電網(wǎng)波動有極強的適應性，即便在運行時降低電壓，也能保證正常的工作運行[3]。

5 變頻調(diào)速技術未來發(fā)展

根據(jù)我國相關規(guī)定可以看出，我國發(fā)電量有60%以上都浪費在電動機上，也就是電動機在運行過程中浪費的資源非常大，不僅無法保證資源的有效使用，還會影響我國煤炭行業(yè)的發(fā)展，使用變頻調(diào)節(jié)設備就能夠很好的節(jié)省電能的使用，減少電量的浪費，不管是新建項目還是改造項目來說，變頻調(diào)節(jié)設備的使用都具有非常重要的意義[4]。

在使用電動機過程中，因為會考慮到電量、電機型號負荷能力等等多個方面，所設計的電動機常常處于低效運行狀態(tài)，在低效運行狀態(tài)下的電動機會影響拖動系統(tǒng)的工作效率。在電動機中可以應用變頻調(diào)節(jié)設備，在這過程中可以分為節(jié)能、工藝、牽引等類型，不管是哪一種類型，都能夠提高節(jié)能效率。

結束語

綜上所述，煤礦企業(yè)在每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都會運用到不同功率的電動機，電動機的類型有提升機，不同類型的運輸機、采煤機、掘進機等等。在這過程中提升機中使用變頻調(diào)速最為重要，提升機是煤礦運輸過程中非常重要的原件。隨著科學技術的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速越來越穩(wěn)定、技術越來越成熟，在煤礦企業(yè)中得到廣泛認可。

參考文獻：

[1] 郭忠彬.煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)中變頻調(diào)速的應用[J].石化技術，2019，v.26 （11）：395+397.

[2] 何平.變頻調(diào)速在煤礦主皮帶運輸系統(tǒng)中的應用[J].河北化工，2017，040（007）： 135-136，139.

[3] 楊德智.淺析高壓交流變頻調(diào)速技術在煤礦主運輸皮帶系統(tǒng)的應用[J].中小企業(yè)管理與科技，2010.

[4] 韓小公.高壓變頻器在煤礦皮帶輸送系統(tǒng)中的應用分析[J].當代化工研究，2019，000（005）：89-90.