煤矿胶带输送机变频调速技术改造方案

陈铁魁（平煤神马建工集团有限公司安装处,河南 平顶山 467000）

煤矿胶带输送机变频调速技术改造方案

陈铁魁
（平煤神马建工集团有限公司安装处,河南 平顶山 467000）

摘 要：煤炭采掘行业是注重效率的典型产业，煤矿胶带输送机是运输过程中的主要设备，其运行状况的好坏直接影响着整个煤矿工艺的发展，利用变频调速技术可以更好的分配机器效率，尽最大可能完成相关的运输任务。本文通过介绍变频调速技术在胶带输送机上的应用现状，分析变频电机在工作中的利用特点，提出初步的变频调速改造方案，根据实际情况得到效率和经济方面的改善效果，对比分析其改造的可行性，为胶带输送机变频调速技术改造提出自己的看法，提高煤矿输煤效率。

关键词：煤矿胶带输送机；变频调速；技术改造

0 前言

我国是个产煤大国，在进行煤矿生产过程中，胶带输送机起着十分关键的作用。矿井中只有立井提升过程不需要胶带运输机，其他环节都需要输送机的参与，尤其是主斜井处的输送机，其责任重大，较长的输送距离和较陡的坡度都直接影响着输送机的寿命，从停歇状态变化到运行状态过程中需要较大的转矩，常用的启动方法有调速型液力耦合器、软启动、CST，其中调速型液力耦合器的应用技术较为全面，但是其针对性太窄，对于启动过程费用较低且性能不错，但是不能完成对输送机整个过程的调控。

变频调速技术在胶带运输机上使用可以很好的解决上述问题，自从大约三十年前应用以来，实践证明了其可以完全替代其他软启动装置，并且能够通过通信接口来实现自动控制的目标，高校性能和后期较低的维修率使其逐渐成为煤矿胶带输送机软启动的主要应用设备。

1 变频调速技术在胶带输送机上的应用现状

煤矿胶带输送机的结构大部分是统一的，一般都是三相异步电动机与液力耦合器连接，并且是同轴连接，然后经由减速箱传递到滚筒，通过滚筒摩擦力作为动力，带动胶带工作。启动是胶带输送机的关键步骤，一般是通过软启动器来执行的，在启动后电动机运行在固定的频率，经过动力传递器——液力耦合器传递，直到胶带输送机。电机在胶带输送机启动后是将恒速运行，如果要调整调节胶带的速度，调节液力耦合器的机械效率是最直接方法。胶带输送机通过驱动滚筒牵引胶带运动，胶带通过摩擦力带动物料在支撑托辊上运动。作为一种具有弹性的材料，胶带是可以储存大量的势能的，这种特点在在输送机停止和运行时有很好的体现，这种特点就决定了胶带输送机的启动方式，即软启动方式。

目前，在国内的煤矿中，凡是采用软启动的一般都是应用的液力耦合器。首先，在启动的时候要把机械的机械效率调整为零，保证电机再启动的时候是空载的。电动机在启动的时候电流是很大的，这种情况会对电动机本身造成损伤，比如内部零件发热和机械冲撞严重，还可能导致电网电压不稳定，尽管现在采用了一系列的方法，但效果不明显。在胶带机应用液力耦合器进行软启动的时候，启动时间相对较短，加载力很大，这样非常容易导致皮带老化以致断裂，这样就对胶带的要求非常高，同时，液力耦合器在工作很长时间后，内部的油温会升高，对应的金属部件发生磨损，效率不稳定，这些情况会导致环境污染，维护成本增加，而且由于胶带机不是单一机械带动，上述问题还会带来功率不同步的问题。

2 胶带输送机启动方案比较

胶带输送机启动方案大体分为四种。直接启动；软启动电动装置；电动机和减速器之间加装液力耦合器；使用变频调速器。

（1）直接启动，由于没有缓冲转矩，输送机轴部承受的转矩力过大，导致传导的不均匀，上部与下部的不同时运行导致胶带的局部堆积。这种启动方式在工程前期没有很大的投资，但后期极容易发生机械故障，维修费用较高。

（2）软启动器在电机中的应用可以很好的解决启动不平稳的情况，转矩力的明显下降可以很明显的延长电动机和运输机的使用寿命，但是在进行较大载荷时，容易发生跳变现象，对胶带有很大的损害。从经济效益来说，其前期的投资比直接启动大些，但是能够解决一定的启动问题，维修费用较上一种少，但是其重载的劣势直接导致其应用的广泛性。

（3）液力耦合器的使用可以使运输机较为缓慢的启动，直到转矩到达某一临界值时，机器开始运行，这种较为暖慢的启动方式极容易造成皮带的打滑，在煤矿运输中的危险系数极高。其前期投资和软启动差不多，但是其良好工况需保持较为干净的环境，煤矿中的粉尘直接导致耦合器的加油的困难，漏油情况严重，极容易造成重大事故。

（4）在胶带运输机上使用变频调速，可以有很好的变频范围，两个电机同步工作，通信信号采集系统可以及时反馈相关信息，把载重和带速紧密相连，对于电能的节约明显，提高了输煤的效率，重载情况下缓慢启动，保证机器的安全。前期的投资较大是其主要缺点，但是节能效果明显，维修费用较低，长期来看综合成本较其他启动方式低。

3 胶带输送机变频调速驱动主要优点

（1）胶带输送机系统的软起动得到真正实现。在应用变频器对胶带输送机驱动的时候，同时应用变频器自身的软启动功能，做到将电机和胶带输送机的双重软起动，这样由于电机的启动较为缓慢，带动着胶带输送机的启动也是缓慢的，皮带内储存的能量释放同样是缓慢的，这样就可以减小输送机在启停时时零件内部的冲击力，将对皮带的损害降到最小。

（2）在多电机带动的情况下实现功率平衡。在运用变频器对皮带机驱动的时候，普遍应用一拖一控制，而采用多电机驱动的时候，为了实现功率的平衡，采用的为主从控制。

（3）变频调速过程可以有很大的启动调节范围，这就使启动过程对皮带的拉力较小，减小皮带的带强，带强的明显降低可以很好的节约成本，选择价格较低的皮带进行运输。同时较小带强对设备的耗损也较小，输运机寿命也会因此而增强。

（4）节能效果明显，调速器的使用可以很好的根据实际的运载情况进行电动机转速的调节，电能使用较为合理，较少的机械转速调节环节提高了系统功率因数和系统效率，小负荷下转速的调整可以很好的减少皮带的磨损，延长其使用寿命。

4 结束语

变频调速技术在煤矿输运机上的使用很好的解决了软启动问题和重载启动情况，对于系统的效率有很大的提高，不但节约了电能，还在一定情况下减少了后期维修，节约了成本，相对于其他几种启动系统，变频调速有着很大优势，它是今后胶带运输机装置中主要应用的启动系统，它对我国经济和社会效益的贡献巨大，具有很大的环保意义。

参考文献：

[1]王超.变频器在污水处理中的节能作用[J].中国资源综合利用,2009(09).