劉玉慶

摘 要：我國一直是煤礦的生產(chǎn)大國，隨著信息技術(shù)水平的不斷提高，煤礦機(jī)電設(shè)備也日趨自動化與大型化，隨之在安全運(yùn)輸、能源節(jié)省、成本降低方面也提出了更高的要求。變頻技術(shù)與微電子技術(shù)相結(jié)合，形成變頻器，能有效的運(yùn)用到煤礦皮帶機(jī)的改造中來，本文簡單闡述了變頻技術(shù)的基本原理及優(yōu)勢，對變頻技術(shù)在煤礦皮帶機(jī)改造中的應(yīng)用效果進(jìn)行了綜合分析。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；煤礦；皮帶機(jī)；改造應(yīng)用

1 變頻技術(shù)

1.1 變頻技術(shù)原理 傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備中的電流是固定不可改變的，因而機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行的過程中， 不能進(jìn)行轉(zhuǎn)速變換，這種情況一方面是會使機(jī)電設(shè)備的壽命縮短，另一方面會極大的浪費(fèi)電力能源，變頻技術(shù)的運(yùn)用將有利于改變這種狀況。變頻技術(shù)通過電流頻率的改變，來進(jìn)行設(shè)備的管理。一般而言，變頻器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，基本構(gòu)造包括電源板、主板以及電機(jī)等，各個部件相互組合運(yùn)轉(zhuǎn)，就可以對電流頻率進(jìn)行改變。

無需對電壓進(jìn)行改變，變頻器就能夠發(fā)揮電力半導(dǎo)體的功能，將機(jī)電設(shè)備中固定的電流頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)化，即變頻器的運(yùn)用使得電流頻率據(jù)有可變性。通過對電流頻率的改變，來實(shí)現(xiàn)對機(jī)電設(shè)備的調(diào)節(jié)運(yùn)行，這正是變頻技術(shù)的基本原理。目前，煤礦皮帶機(jī)改造中廣泛應(yīng)用變頻技術(shù)，能有效實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備性能的提升。

1.2 煤礦皮帶機(jī)改造與變頻技術(shù)兩者間的聯(lián)系 如果一個煤礦的皮帶傳送機(jī)已經(jīng)老化，則非常有必要運(yùn)用變頻技術(shù)來進(jìn)行設(shè)備改造，皮帶機(jī)原有的驅(qū)動力是相對固定的，但是往往會在煤礦開采與生產(chǎn)作業(yè)過程中發(fā)生相應(yīng)的損耗，在皮帶機(jī)與煤礦輸送量不相適應(yīng)的時候，就會頻繁的在持續(xù)作業(yè)中出現(xiàn)故障，而且往往故障現(xiàn)象都較為嚴(yán)重，給后期維修也帶來很大的障礙。在對皮帶機(jī)進(jìn)行改造堵塞的時候，可以采用交流—直流—交流無速傳感器矢量控制技術(shù)，并依照科學(xué)的原理對電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速數(shù)值進(jìn)行推算，保障皮帶機(jī)在運(yùn)輸過程中實(shí)現(xiàn)額定局?jǐn)?shù)的百分百輸出，進(jìn)而達(dá)成節(jié)省電能的效果。

2 煤炭皮帶機(jī)改造對變頻器的性能要求

2.1 良好的散熱功能 普通的變頻器采用冷風(fēng)冷水方式來對皮帶機(jī)進(jìn)行散熱，不能滿足煤礦作業(yè)的防爆需求，而且其變頻器防爆墻內(nèi)包含全部的部件，風(fēng)冷的情況無法及時的產(chǎn)生效果，水冷的情況需要齊全的散熱系統(tǒng)，這極大的影響了電機(jī)的日常維護(hù)工作，還會使得皮帶機(jī)易發(fā)生散熱故障。

2.2 良好的技術(shù)指標(biāo) 運(yùn)用于皮帶機(jī)改造的變頻器需要具有高于兩倍的啟動轉(zhuǎn)矩，在設(shè)備進(jìn)行連續(xù)運(yùn)作時，其額定電流必須有充分的保障，運(yùn)行狀態(tài)最好是呈s狀，這種形狀有利于保障加減速的平順性，同時，為了應(yīng)對能量回饋現(xiàn)象，需要采用四象限方式進(jìn)行運(yùn)行，在運(yùn)行過程中還要不斷完善數(shù)字控制能力。

2.3 良好的電磁兼容性 煤炭開采與生產(chǎn)的作業(yè)環(huán)境一般較為惡劣，變頻器在運(yùn)行過程中，要具有相應(yīng)的抗干擾能力，電磁兼容性與變頻器的運(yùn)行質(zhì)量息息相關(guān)，還會對皮帶機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生相應(yīng)的影響。

3 變頻技術(shù)在皮帶機(jī)改造上的應(yīng)用

3.1 優(yōu)越的啟動與停止性能 采用變頻技術(shù)對皮帶機(jī)進(jìn)行改造后，變頻器能夠放慢啟動速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的慢啟動，能有效釋放皮帶的內(nèi)儲能量 ，降低皮帶機(jī)在啟動過程中張力的形成，進(jìn)而減少皮帶機(jī)的損耗；皮帶機(jī)在停止的時候，其減速也可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，這有利于降低皮帶機(jī)的沖擊力損耗。

3.2 平穩(wěn)的重載啟動 煤礦皮帶機(jī)在運(yùn)輸過程中，有很大可能會隨時停止與重啟，因此有必要對 “重載啟動”能力加以考量。變頻器對無速度傳感器矢量控制方法的采用 ，使得低頻運(yùn)轉(zhuǎn)最高水平能夠輸出1倍多的額定轉(zhuǎn)矩，與“重載啟動”能力要求相適應(yīng)。

3.3 降低皮帶張力 采用變頻技術(shù)后，因?yàn)樽冾l器在啟動時間上是可以進(jìn)行調(diào)整的，因而使得皮帶機(jī)在啟動時間上得以延長 ，能夠有效降低皮帶的啟動張力，相應(yīng)的也對皮帶帶強(qiáng)要求降低，在進(jìn)行設(shè)計的時候可以考慮將選用的皮帶強(qiáng)度降低一個級別。

3.4 節(jié)能 一般情況下，煤礦的電機(jī)在設(shè)計上都擁有較大的容量，但是在實(shí)際的使用過程中往往不會滿載作業(yè)，較為頻繁的空載或者輕載又會給電能造成很大的浪費(fèi)，利用變頻技術(shù)后，變頻器能夠依據(jù)機(jī)電設(shè)備運(yùn)載的輕重，對皮帶作業(yè)狀態(tài)進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，大大減少了電能的損耗。

3.5 降低設(shè)備的維護(hù)量 變頻器是集成多種電子器件，用電子壽命替代了機(jī)電設(shè)備的壽命，有效減少了設(shè)備的維護(hù)工作。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，變頻器使得皮帶機(jī)的損耗大大降低，實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)檢修次數(shù)與檢修量的降低，大大提高了皮帶機(jī)的運(yùn)行效率。

3.6 節(jié)約成本 與其他的運(yùn)作模式相比，電動機(jī)、減速器模式的期初投入費(fèi)用較低，但需要進(jìn)行大量的后期維護(hù)，所需維護(hù)費(fèi)用較大；電動機(jī)、液力偶合器以及減速器運(yùn)作模式，同樣是在起初的投入上不高，但所需維護(hù)費(fèi)用大，同時，液力偶合器如果在維護(hù)上不及時或者操作不當(dāng)，極有可能造成漏油，這給煤礦的開采與生產(chǎn)作業(yè)帶來較大的安全隱患；軟啟動電動機(jī)、減速器運(yùn)作模式，在起初的投入費(fèi)用上屬于中等水平，其維護(hù)費(fèi)用也較前兩種模式要少，一定程度上可以滿足操作需求。變 頻器、電動機(jī)、減速器的運(yùn)作模式，雖然在起初的投入費(fèi)用上較前幾種模式要高，但是好在不需支出高額的維護(hù)費(fèi)，并且能夠?qū)\(yùn)行速度進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到節(jié)省電能的效果，這些節(jié)省的費(fèi)用可以及時與起初投入費(fèi)用相抵，變頻器是一項(xiàng)優(yōu)勢明顯的皮帶機(jī)改造技術(shù)。

4 結(jié)束語

在煤礦開采生產(chǎn)的運(yùn)作中，皮帶機(jī)運(yùn)輸在整體的機(jī)電系統(tǒng)中占據(jù)非常重要的地位，如果皮帶機(jī)在運(yùn)輸過程中出現(xiàn)故障，不僅會影響煤礦開采與生產(chǎn)的正常運(yùn)作，還會對整體的安全性造成很大的影響。因此，有必要規(guī)避皮帶機(jī)運(yùn)輸發(fā)生故障的情況，保障皮帶機(jī)的安全運(yùn)行，有效的改造手段是將變頻技術(shù)有效運(yùn)用到煤礦皮帶機(jī)運(yùn)輸中去，減少電能消耗，降低機(jī)電設(shè)備的損耗。

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