高压变频器在钢丝绳芯带式输送机中的应用研究

张欣

摘 要：近年来，变频技术在我们许多工业领域都飞速发展，与传统的设备相比，它的控制精度高，调速范围广，启动制动性能优良、可靠性高且环保节能。为了满足生产的需要，我单位对带式运输机进行了全面升级改造。把高压变频调速技术应用到了钢丝绳芯带式运输机中，减轻了运输负担，提高了经济效益。

关键词：高压变频器；斜井带式输送机；电控系统；应用研究

一、工业概况

平煤股份八矿主斜井位于新副井东侧，平均坡度为15°，斜长2850米由西向东延伸，主斜井钢丝绳芯带式输送机采用线摩擦驱动高压变频调速技术，担负己五采区的原煤运输任务，其设备型号为：DTL120/50Z2X800+3X800，带速4m/s，运量800t/h。电机型号为：YBBBP-4504-4，功率为800kw，电压等级6000V。主机运距2924米，用3x800kw电机驱动，两用一备，子机运距500米，用2x800kw电机驱动。子机胶带机位于主机1300米处，子机上层胶带拖住主机上层胶带摩擦运行。考虑到主斜井运距长、运量大，为了满足高效、快速、平稳的运行，减轻对机械和电网的冲击，故采用HIVERT高压变频器调速技术来满足各种运行需求。

二、工作原理

HIVERT系列高压变频器为交-直一交电压源型变频器，应用成熟的低压变频技术，采用先进的单元串联叠波结构、空间矢量控制的正弦波PWM方式。每相由5个功率单元串联。高压6kV电源直接输入到隔离变压器高压侧，变压器二次侧经过降压移相后输出三相690V电压，分别给各功率单元供电。功率单元经三相全桥整流一直流滤波一单相逆变输出三个环节，然后每相各单元串联，三相丫联结直接输出高压6kV驱动电动机运行。每个功率单元还设有单元旁路装置，以便功率单元故障时不影响旁路故障单元，确保带式输送机运行的连续性。

三、高压变频器的特点

HIVERT系列高压变频器采用先进的工业计算机控制，内置PLC。效率高，额定工况下，系统总效率高达96%以上，功率单元模块化，可以互换，维护简单，输入电压可调。功率单元采用光钎通讯控制，完全电气隔离，变频器内置PID调节器，可实现闭环运行。具有本地、远程、上位三种控制方式。有全面的故障检测电路、及时的故障报警保护和准确的故障记录保存。输入、输出谐波含量低，输入功率因数高。功率单元工作电源为高压开关电源，避免了瞬时停电对单元的影响，瞬时停电具有自启保护功能。人机界面中、英文两种语言可选，操作容易，功能强大。具有过电压保护、缺相保护、过电流保护、欠电压保护、器件过热保护、瞬时断电保护、电动机负载过载和过电流保护、限流、电压自动调节功能。

四、运行现状及应用效果

平煤股份八矿主斜井通过采用HIVERT高压变频控制系统来驱动电机来控制钢丝绳芯带式输送机的启停，系统操作简便，启动平稳，启动电流小，减少对电机绝缘层的冲击，增加了钢绳芯胶带和电机的使用寿命。运行模式采用主从模式，频率给定实现可调，调速范围广，实现空载或轻载时低速启动运行，重载时高速运行，减少了过电压的故障。其电流控制在30A～55A的范围之内，大大降低了能耗，不仅使胶带运输机平稳运行，也满足长距离、大运量钢丝绳芯带式输送机的运行需求。运行以来，提高了工作效率，保证了安全生产，降低了事故发生率，节约能耗，取得了显著地经济效益和社会效益。高压变频器驱动调速系统与传统的驱动系统比较具有不可比拟的优势：（1）提高了工作效率。通过采用高压变频调速控制系统，提高了电机的功率因数，根据输送带的运煤量自动调节运行速度，使运行效率得到了提高，能够使其工作在最佳的输送状态，提高了运行效率。（2）节能效果显著。使用HIVERT系列高压变频器对拖动电动机进行变频调速后，把变频器输出频率设为

20～40Hz，就可以使输送带运行速度与井下煤仓下煤量相匹配，同时降低了运行电压和电流.减小电能消耗。变频调速运行比直接工频运行可节约电能10%～15%。（3）节省维修费用。采用HIVERT系列高压变频器，设备自使用以来，一直稳定运行，除正常清洁维护外，没有发生停产检修故障，这无疑节约了维修成本又保证了生产。（4）有效减少人力资源。采用HIVERT系列高压变频器运行稳定可靠，操作简单方便，每班只需1名司机操作即可，节约人力资源，提高生产效率。

五、小结

平煤股份八矿主斜井通过采用HIVERT高压变频调速技术，通过调节电机转速实现了节能，设备的磨损情况有所改善，减少维修量，节约维修费用，降低了职工的劳动强度，延长设备使用寿命。与传统的设备相比，保护功能更强，可以更好地过流、过压、过热，具有多项保护功能。实践证明，将高压变频调速技术应用到带式输送机上，节能效果更显著。

参考文献：

[1] HIVERT高压变频器在新疆焦煤集团带式输送机上的应用

[2] 张利军，孙瑞平.超大功率高压变频器的应用研究[J].机械制造与自动化，2011（02）.