高压变频器在煤矿皮带机上的应用

李健

摘要：皮带机是煤矿生产最重要的生产工具，其具有运输量大，速度平稳的特点，并且能够在煤矿等复杂复杂环境下进行作业。而且其经济性也满足煤矿的经营要求。而现代煤矿皮带机多采用高压变频器进行驱动，能够达到高稳定性、高运输能力的效果，所以本文以煤矿皮带机的控制要求为基础，研究高压变频器在煤矿皮带机上的应用。

关键词：高压变频器；煤矿皮带机；调速；节能

引言

在煤矿生产中，皮带机能够在运输过程中发挥到重要的作用，目前很多煤矿都利用皮带机进行煤炭等物流的运输工作。所以煤矿的生产效益和皮带机的应用有很大的关系，而且皮带机的运输效率和能力越高，企业的效益也就越好。目前一些煤矿的皮带传输系统仍旧采用传统的调级方式，即串级调速的模式。这种调速模式虽然能够满足皮带机运输时的基本调速要求，但是存在着稳定性能差、消水平高，并且由于其功率较低，所以运输能力不高特点，无法发挥出皮带机控制系统的最优性能。并且根据国家节能减排，开展绿色经营的要求，传统皮带机已经无法滿足生产及经营的要求，所以高压变频机的应用可以实现这个目标。而且随着科技的进步，高压变频控制技术也在不断的完善，将其应用于煤矿皮带机上也是相得益彰。

1 变频电控系统分析

变频电控系统是控制高压变频器的主要系统，它是由主控中心和高压变频器两个部分组成。PLC是主控中心的核心控制器件，它是整个电控系统的信息处理中心，其主要作用是对系统控制工艺进行处理和分析，同时也承担着整个系统的安全防护。操作人员可以通过控制器的显示器来观察主控中心的各种工况信息和数据，这样就能够控制并且观察皮带输送机的静态参数、动态参数，以及目前的运行趋势等信息。其次，高压变频器是实现皮带机调速的关键，相较于以往的串级调速模式，其主要采用高-高变换模式，在控制以及效率上有了显著的提高，并且在控制算法、有源逆变技术、矢量控制技术等方面有了进步。

2 高压变频器在煤矿皮带机上的应用方案

2.1 系统结构

高压变频器应用在煤矿皮带机上的时候，要看其在运行过程中的实际效果。这种效果也要根据实际的工况来判定。首先如果皮带机在现阶段需要运输的物流较少，那么为了降低运行耗能就可以通过调速的方式来实现；其次如果运输量达到饱和状态，高压变频器就可以全速运行，满足运输效率的要求，并且提高煤炭的产量。所以对于高压变频器的应用要坚持节约成本以及绿色低耗的原则，并且在运行过程中不能够对皮带机的电气性能、运输能力产生不利影响。这就需要在应用过程中综合考虑现场的开采的量以及其他情况。运行方式可以选择为“一拖一”即一台变频器拖动一台电机，而“一拖二”主要是指一台变频器拖动两台电机，而且这两种运输方式要考虑到功率的问题。

而且高压变频器可以同时采用工频和变频两种运行方式，并且这两汇总运行方式可以相互转换，以保证煤矿现场生产的连续性。所以操作人员要考虑到现场状况，以确定何时采用工频，何时采用变频才能够达到最好的经济效益。其中“一拖二”运行方式可以运用于饱和状态以及其他状态下的运输情况，并且能够达到降低能耗的目标，在提高生产效益的同时，减少损耗。主要是因为该种运行方式能够根据煤炭输送量的多少来进行频率的自动调整，进而实现变频调速。

2.2 系统功能

高压变频器在煤矿皮带机上的系统功能也要达到生产和运输的要求，第一，在皮带机使用的时候，真正实现了皮带机的软启动，在启动的时候，皮带机驱动电机，这时候高压变频器的变频控制系统会立即控制电机以低频大转矩启动，这样就可以实现皮带机控制系统的软启动，这样做的好处就是能够有效延长电机的使用寿命，防止电机长期使用出现故障。

第二，在煤矿复杂的环境下，皮带机运输线路长，而且线路复杂，所以必须使用多个电机来带动，要想保持皮带机的稳定运输就可以利用高频变频器来实现，它可以使多个电机驱动时的功率平衡输出。尤其是在采用“一拖二”的运行方式的时候，高压变频器所控制的两台电机能够保持稳定的电流、功率，保持运输的平稳性。

第三，高压变频器还可以降低皮带机的皮带带强，因为变频器的启动时间范围能够1-999秒内进行随意调节，而在实际现场中，变频器的启动时间一般被操作人员设定在60-200秒的范围内。这样延长启动时间也可以降低皮带机的皮带带强要求，所以对于皮带的带强就不需要选择太高的要求，只要满足实际生产要求即可，从而间接地减少了设备的投资，提高了企业效益。

第四，高压变频器的使用降低了皮带机的维护量。其操作逐渐走向自动化，而且程序的设定考虑了电机的保养和维修，传统方式下电机的损耗严重，寿命短，维修和采购都需要消耗大量的资金，而高压变频器的运行可靠性和使用寿命能够得到有效的保障。在软启动的应用下，降低了皮带机在启动过程中对于整个机械设备的冲击，从而对电机、皮带以及其他设备产生了有效的保护。

第五，国家提出节能减排，绿色经营的口号，在高压变频器的应用过程中，能够很好的实现节能的效果。以为它能够根据煤仓煤量来对变频器的输出频率进行调节，减少了电动机的功率损耗，从而节省了能源。

参考文献：

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