变频技术在煤矿皮带机改造中的应用

刘玉庆

河北开滦集团钱家营矿掘进三区河北唐山063301

摘要：我国一直是煤矿的生产大国,随着信息技术水平的不断提高，煤矿机电设备也日趋自动化与大型化,随之在安全运输、能源节省、成本降低方面也提出了更高的要求。变频技术与微电子技术相结合,形成变频器，能有效的运用到煤矿皮带机的改造中来，本文简单阐述了变频技术的基本原理及优势，对变频技术在煤矿皮带机改造中的应用效果进行了综合分析。

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关键词：变频技术；煤矿；皮带机；改造应用

1 变频技术

1.1 变频技术原理传统机电设备中的电流是固定不可改变的，因而机电设备在运行的过程中，不能进行转速变换，这种情况一方面是会使机电设备的寿命缩短，另一方面会极大的浪费电力能源，变频技术的运用将有利于改变这种状况。变频技术通过电流频率的改变，来进行设备的管理。一般而言，变频器的结构较为复杂，基本构造包括电源板、主板以及电机等，各个部件相互组合运转，就可以对电流频率进行改变。

无需对电压进行改变，变频器就能够发挥电力半导体的功能，将机电设备中固定的电流频率进行转化，即变频器的运用使得电流频率据有可变性。通过对电流频率的改变，来实现对机电设备的调节运行，这正是变频技术的基本原理。目前，煤矿皮带机改造中广泛应用变频技术，能有效实现机电设备性能的提升。

1.2 煤矿皮带机改造与变频技术两者间的联系如果一个煤矿的皮带传送机已经老化，则非常有必要运用变频技术来进行设备改造，皮带机原有的驱动力是相对固定的，但是往往会在煤矿开采与生产作业过程中发生相应的损耗，在皮带机与煤矿输送量不相适应的时候，就会频繁的在持续作业中出现故障，而且往往故障现象都较为严重，给后期维修也带来很大的障碍。在对皮带机进行改造堵塞的时候，可以采用交流—直流—交流无速传感器矢量控制技术，并依照科学的原理对电机的实际转速数值进行推算，保障皮带机在运输过程中实现额定局数的百分百输出，进而达成节省电能的效果。

2 煤炭皮带机改造对变频器的性能要求

2.1 良好的散热功能普通的变频器采用冷风冷水方式来对皮带机进行散热，不能满足煤矿作业的防爆需求，而且其变频器防爆墙内包含全部的部件，风冷的情况无法及时的产生效果，水冷的情况需要齐全的散热系统，这极大的影响了电机的日常维护工作，还会使得皮带机易发生散热故障。

2.2 良好的技术指标运用于皮带机改造的变频器需要具有高于两倍的启动转矩，在设备进行连续运作时，其额定电流必须有充分的保障，运行状态最好是呈s 状，这种形状有利于保障加减速的平顺性，同时，为了应对能量回馈现象，需要采用四象限方式进行运行，在运行过程中还要不断完善数字控制能力。

2.3 良好的电磁兼容性煤炭开采与生产的作业环境一般较为恶劣，变频器在运行过程中，要具有相应的抗干扰能力，电磁兼容性与变频器的运行质量息息相关，还会对皮带机的运行产生相应的影响。

3 变频技术在皮带机改造上的应用

3.1 优越的启动与停止性能采用变频技术对皮带机进行改造后,变频器能够放慢启动速度,进而实现皮带机的慢启动,能有效释放皮带的内储能量,降低皮带机在启动过程中张力的形成，进而减少皮带机的损耗；皮带机在停止的时候，其减速也可以进行调节,这有利于降低皮带机的冲击力损耗。

3.2 平稳的重载启动煤矿皮带机在运输过程中，有很大可能会随时停止与重启,因此有必要对“重载启动”能力加以考量。变频器对无速度传感器矢量控制方法的采用,使得低频运转最高水平能够输出1 倍多的额定转矩,与“重载启动”能力要求相适应。

3.3 降低皮带张力采用变频技术后,因为变频器在启动时间上是可以进行调整的,因而使得皮带机在启动时间上得以延长,能够有效降低皮带的启动张力,相应的也对皮带带强要求降低,在进行设计的时候可以考虑将选用的皮带强度降低一个级别。

3.4 节能一般情况下,煤矿的电机在设计上都拥有较大的容量,但是在实际的使用过程中往往不会满载作业, 较为频繁的空载或者轻载又会给电能造成很大的浪费，利用变频技术后,变频器能够依据机电设备运载的轻重，对皮带作业状态进行自动调节，大大减少了电能的损耗。

3.5 降低设备的维护量变频器是集成多种电子器件,用电子寿命替代了机电设备的寿命，有效减少了设备的维护工作。在实际的应用过程中,变频器使得皮带机的损耗大大降低,实现皮带机检修次数与检修量的降低，大大提高了皮带机的运行效率。

3.6 节约成本与其他的运作模式相比，电动机、减速器模式的期初投入费用较低, 但需要进行大量的后期维护，所需维护费用较大；电动机、液力偶合器以及减速器运作模式,同样是在起初的投入上不高,但所需维护费用大，同时，液力偶合器如果在维护上不及时或者操作不当，极有可能造成漏油,这给煤矿的开采与生产作业带来较大的安全隐患；软启动电动机、减速器运作模式,在起初的投入费用上属于中等水平,其维护费用也较前两种模式要少,一定程度上可以满足操作需求。变频器、电动机、减速器的运作模式,虽然在起初的投入费用上较前几种模式要高,但是好在不需支出高额的维护费,并且能够对运行速度进行调整,达到节省电能的效果，这些节省的费用可以及时与起初投入费用相抵，变频器是一项优势明显的皮带机改造技术。

4 结束语

在煤矿开采生产的运作中，皮带机运输在整体的机电系统中占据非常重要的地位，如果皮带机在运输过程中出现故障，不仅会影响煤矿开采与生产的正常运作，还会对整体的安全性造成很大的影响。因此，有必要规避皮带机运输发生故障的情况，保障皮带机的安全运行，有效的改造手段是将变频技术有效运用到煤矿皮带机运输中去，减少电能消耗，降低机电设备的损耗。

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参考文献：

[1]史晓冬.皮带机电控系统实施变频技术改造的研究与应用[J].内蒙古煤炭经济,2012(12).

[2]高雁敏.对煤矿皮带机变频器节能的分析与探讨[J].技术与市场,2014(08).