黃龍軍

摘要 高壓變頻器不但可以對(duì)煤礦皮帶機(jī)進(jìn)行平滑調(diào)速，同時(shí)也能有效提升皮帶運(yùn)行的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性。將高壓變頻器應(yīng)用到煤礦皮帶機(jī)上，可以起到非常好的效果，讓煤礦運(yùn)輸更為便捷，大大提高煤礦的開(kāi)采效率，而且能降低皮帶機(jī)的能耗。

【關(guān)鍵詞】高壓變頻器 煤礦 皮帶機(jī)

在煤礦開(kāi)采中，皮帶機(jī)有著非常重要的作用，現(xiàn)在大多數(shù)的煤礦斜井提升時(shí)都會(huì)用到皮帶來(lái)輸送，所以，可以毫不夸張地說(shuō)皮帶機(jī)工作效率與運(yùn)輸能力決定了煤礦開(kāi)采的數(shù)量與效益。但是目前很多煤礦皮帶傳輸系統(tǒng)仍然使用過(guò)去那種調(diào)級(jí)方式，也就是串級(jí)調(diào)速。這樣的調(diào)速形式盡管基本上可以達(dá)到調(diào)速需求，然而有著可靠性差、耗能高、功勞因數(shù)地等缺點(diǎn)，難以讓皮帶經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最大化。而面對(duì)節(jié)能減排、綠色環(huán)保的發(fā)展要求，這樣的調(diào)速模式很明顯難以跟上時(shí)代發(fā)展要求，需要進(jìn)行革新。使用高壓變頻控制技術(shù)有著非常突出的優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，不但可以保證煤礦皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)極平滑調(diào)速，同時(shí)也能提升皮帶機(jī)運(yùn)行效益。

1 高壓變頻器在礦井提升中的應(yīng)用

對(duì)于地下煤礦而言，礦井提升機(jī)是必不可少的運(yùn)輸設(shè)備，其主要是運(yùn)用某些裝備沿著井筒將礦下的廢石、材料、設(shè)備、人員等進(jìn)行運(yùn)輸。礦井提升可以說(shuō)是地下煤礦生產(chǎn)中的關(guān)鍵部分，不管是何種提升機(jī)，都對(duì)電氣傳動(dòng)要求很高，主要是由于電氣系統(tǒng)優(yōu)劣程度、可靠與否，直接決定了礦山的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)穩(wěn)定性。對(duì)于礦井提升機(jī)方面的電氣系統(tǒng)，需要具備良好的調(diào)速功能、精度高、相應(yīng)速度快、可以準(zhǔn)確制定并定位、可靠性好、能快速正反轉(zhuǎn)運(yùn)行等?，F(xiàn)在，礦井提升機(jī)所用到的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)包括直流傳動(dòng)系統(tǒng)、交流電氣傳統(tǒng)系統(tǒng)。直流傳統(tǒng)系統(tǒng)工作效率低下，維修過(guò)程復(fù)雜;交流電氣傳動(dòng)系統(tǒng)雖然設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是其調(diào)速性能不高，工作效率低，而且電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)阻會(huì)消耗大量電能，可靠性不高。隨著電力技術(shù)的迅猛發(fā)展以及變頻技術(shù)更加趨于成熟，高壓變頻調(diào)速器開(kāi)始應(yīng)用到提升絞車(chē)中，并且表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。其優(yōu)勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：

1.1 控制精確度高

一般的變頻器都會(huì)使用磁通矢量進(jìn)行控制，從而讓交流電機(jī)調(diào)速功能和直流電機(jī)相差無(wú)幾，而且其控制精確度也會(huì)更高。

1.2 工作可靠性高

變頻器大多數(shù)都要使用電子器件，其使用時(shí)間長(zhǎng)，而且保護(hù)功能非常完善，當(dāng)用其對(duì)提升絞車(chē)進(jìn)行控制時(shí)，有著非常好的可靠性，運(yùn)行很穩(wěn)定。

1.3 無(wú)需維護(hù)

使用高壓變頻器進(jìn)行工作，基本上不需要進(jìn)行太多的維護(hù)，這樣就能大大節(jié)省維護(hù)成本，降低維護(hù)人員的工作量。

1.4 調(diào)速范圍廣，運(yùn)行穩(wěn)定

高壓變頻器有很廣的調(diào)速范圍，而且可以進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，在低速狀態(tài)下運(yùn)行穩(wěn)定性很好。

1.5 能耗小

高壓變頻器進(jìn)行調(diào)速時(shí)，屬于轉(zhuǎn)差功率不變模式，在調(diào)速當(dāng)中，可以顯著降低能耗，起到節(jié)能效果。具體表現(xiàn)為以下兩個(gè)方面：一是在提升狀態(tài)下節(jié)能。提升絞車(chē)在上升過(guò)程中，電機(jī)一直在電動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，因?yàn)樘嵘g車(chē)處在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載狀態(tài)，它的轉(zhuǎn)速能夠降低多少，就可以起到多大的節(jié)能效果;二是下放狀態(tài)下的節(jié)能。提升絞車(chē)在下放過(guò)程中，電機(jī)工作狀態(tài)為發(fā)電狀態(tài)，這時(shí)會(huì)把勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能，假如變頻器所用的為能量回饋?zhàn)冾l器，變頻器就會(huì)將電能返回到電網(wǎng)中。

2 高壓變頻器在帶式輸送機(jī)中的運(yùn)用

現(xiàn)在，高壓變頻器一般都運(yùn)用在帶式輸送機(jī)中。皮帶因?yàn)榫哂袕椥?，所以不論是在靜止或者是運(yùn)行狀態(tài)下都存儲(chǔ)著很多能量。當(dāng)皮帶機(jī)工作時(shí)，假如沒(méi)有設(shè)置軟啟動(dòng)裝置，那么皮帶中的能量會(huì)快速釋放出來(lái)，形成張立波并沿著皮帶傳送出去。當(dāng)張力波過(guò)大時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致皮帶斷帶。所以帶式輸送機(jī)一定要增加軟啟動(dòng)裝置。但是現(xiàn)在煤礦所用的軟啟動(dòng)裝置一般都是液力耦合器，雖然可以解決皮帶軟啟動(dòng)所帶來(lái)的部分問(wèn)題，但是依然存在著諸多缺陷。而將高壓變頻器運(yùn)用到帶式輸送機(jī)中：

（1）可以真正讓帶式輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，而不會(huì)存在負(fù)面作用，皮帶不會(huì)用任何的波動(dòng)

（2）可以保證皮帶機(jī)在多電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，依然可以保證功率平衡;

（3）可以有效降低皮帶的帶強(qiáng)，讓設(shè)備初期不需要投入大量的資金。

3 高壓變頻器在主扇風(fēng)機(jī)中的運(yùn)用

在地下煤礦開(kāi)采過(guò)程中，主扇風(fēng)機(jī)有著非常重要的作用，而且當(dāng)開(kāi)采深度不斷延伸時(shí)，巷道也會(huì)延長(zhǎng)，這時(shí)風(fēng)量不會(huì)變化，但是煤礦下所需的風(fēng)壓值卻在一直上升，所以風(fēng)機(jī)所需功率也會(huì)增加。按照反風(fēng)以及后期開(kāi)采過(guò)程來(lái)判斷主扇風(fēng)機(jī)以及電動(dòng)機(jī)功率時(shí)，其值會(huì)比長(zhǎng)期工作時(shí)的正常功率要大得多，有著下述幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）電能浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。大型的煤礦開(kāi)采年限一般都為幾十年，從最初投產(chǎn)到井田趨于穩(wěn)定運(yùn)行一般需要十年的時(shí)間，所以主扇風(fēng)機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)有很大的余量，這樣主扇風(fēng)機(jī)在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都會(huì)處于輕負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)，能源有所浪費(fèi);

（2）啟動(dòng)困難，存在著很明顯的機(jī)械損傷。主扇風(fēng)機(jī)一般都是直接啟動(dòng)，耗時(shí)長(zhǎng)且開(kāi)機(jī)電流也大，這對(duì)電機(jī)絕緣功能存在著很大的威脅，而且嚴(yán)重時(shí)還會(huì)燒毀電機(jī);

（3）自動(dòng)化水平低。主扇風(fēng)機(jī)依然要靠人工來(lái)調(diào)節(jié)擋板，而且風(fēng)量也無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，自動(dòng)化水平不高。當(dāng)出現(xiàn)短路等故障時(shí)，會(huì)對(duì)礦井生產(chǎn)運(yùn)行產(chǎn)生非常大的影響。

將高壓變頻器運(yùn)用到主扇風(fēng)機(jī)中，可以有效提升礦井的安全性，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)也能提高煤礦的自動(dòng)化能力，其意義非常重大。

（1）高壓變頻器對(duì)電網(wǎng)幾乎是完全無(wú)害的，因?yàn)樽冾l器在改造以后，風(fēng)機(jī)能夠進(jìn)行變頻軟啟動(dòng)，從而可以防止啟動(dòng)電流變化為對(duì)電網(wǎng)等設(shè)備造成沖擊，有效增加電氣設(shè)備的使用壽命;

（2）根據(jù)需求來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，可以避免浪費(fèi)。使用高壓變頻器以后，風(fēng)機(jī)送風(fēng)量可以無(wú)需風(fēng)門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是通過(guò)變頻器進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，按照生產(chǎn)所需調(diào)節(jié)風(fēng)量大小，降低了能源浪費(fèi)。

4 結(jié)論

總之，高壓變頻器在煤礦皮帶機(jī)方面有著非常廣泛的應(yīng)用，只要我們勇于創(chuàng)新，善于總結(jié)，就能起到事半功倍的效果，讓高壓變頻器能夠真正為煤礦開(kāi)采所服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1]姜繼壽.變頻器變頻技術(shù)在煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用分析[J].山東煤炭科技，2016 （01）：105-107.