煤矿胶带输送机变频调速系统技术改造分析

刁云飞

（山西煤炭进出口集团左云草垛沟煤业有限公司， 山西 大同 037102）

引言

煤矿胶带输送机一般属于三相异步电动机结构，其在与液力耦合器连接以后，经过减速箱的减速，再由滚筒来带动机械工作。而该种类型的输送机的启动通常是由软起动器来完成的，对于速度的调整则主要依靠液力耦合器所产生的机械效率。但这种运行模式存在一定问题，对于机械当中的胶带强度要求较高，也可能在运行当中存在胶带断裂的情况，造成安全事故。为了增加机械的稳定性，将变频调节器技术应用到胶带输送机当中，完成对该机械设备的技术改造。

1 胶带输送机变频调速系统原理

变频技术是微机技术以及电子技术的融合，在与电机传动技术的集成当中形成机电一体形式的综合技术。而变频技术就是利用电力半导体的相关期间将原本的工频电源转化为另一种频率的工频，该种对于电能进行控制的装置实现了对电压的转换，将交流电压转化为直流电压，再通过逆变器转化为频率，从而实现电动机进行调速和受到变速控制[1]。该种综合性技术能够实现电动机负载的自动化变化，让电动机在变速的时候变得平滑稳定，能够有效地提升机械工作效率，节省能耗。

2 煤矿胶带输送机变频调速系统技术改造方案

通常胶带输送机的起动有四种方式：包括直接启动、减速器配合电动机与液力耦合器进行启动、电动机软起动、变频调速启动。为了提升煤矿胶带输送机的工作效率，利用变频调速器对输送机进行技术改造。

2.1 起动方式比较

直接启动方式下，设备的转矩较大，但是在传导过程中会存在传导不均匀的情况，并且设备的尾部反应比较慢，传导煤矿的时候会出现胶带底部大量堆积。液力耦合器启动需要胶带机进行带动，而当转矩达到一定程度时，胶带才会在摩擦力的带动下运转，该种方式下的起动会出现胶带打滑的情况，对胶带的强度和厚度要求都非常精准，比较容易出现安全事故。电动机软启动的方式相比于前两种方式更加平稳，且转矩也比较低，能够减少设备变速的冲击，电动机以及胶带机等相关的设备系统能够延长使用寿命，对器件的耗费相对较小[2]。一旦出现重载会出现突然跳闸的情况并且无法起动，对胶带机造成一定的冲击磨损。变频器起动的方式对于机械的调速控制更加紧密，能够保持转矩不变，并且在机械出现重载的情况下保持缓慢起动的状态，避免对胶带机造成冲击。而且在变频器的调解下，双电机能够保持同步，配合传感器可以根据机械运送煤矿的数量自行调解速度，有效地节约能耗。从上述起动方式的对比可以明确得出，利用变频器进行胶带输送机的起动方式更好。

2.2 案例分析

以陕西省榆林市某煤矿两台胶带输送机设备为研究案例。两台设备原油的起动方式为液力耦合器起动，并且在液力耦合器的配合下进行变频调速。经过工程作业发现该种调速方式不仅仅效率低下，而且对设备造成一定的损伤。在了解变频器的起动效果以后，决定利用型号为CHV100-630-12的变频器对两台机器进行改造，并且明确了改造的关键性技术。

本次改造先制定了直流母线的相关方案，并且明确了下垂控制功能，期望在技术改造完成以后，在两台变频器的带动下，胶带输送机的电动机能够保持输出功率平衡，避免运输过程中出现过压或者是过流问题。本次技术采用了多点V/F曲线来了解设备的转矩，对转矩进行提升，以便于解决重载状态下出现的跳闸或者是无法起动问题。利用多段速来对速度进行调解，促使在煤炭运输量较小的情况下，能够自动降低输送速度，节约能耗[3]。在两台设备当中还安装了故障输出信号以及相关运行信号，确保在设备出现故障以后发出信号，对设备进行停机保护，便于维护人员对设备进行检修。改造前后设备参数对比如表1所示。

2.3 技术改造效果

在利用变频装置对两台设备进行技术改造以后，煤矿胶带输送机工作效果明显。其已经能够顺利实现软起动或者是软停止，随意控制好设备停止或者是起动的时间，并且对设备的参数进行调控和设置，减少了胶带机所受到的冲击，回收制动能量。在改造完成以后，设备具有了重载能力，即使在运行中设备出现不可抗力故障而突然停止，也能够保持设备系统的稳定，降低出现故障的概率。本次技术改造当中还利用了无速度传感矢量控制技术，对低频运行进行转矩控制，避免重载起动可能发生的故障问题。胶带输送机还具有了联动和功率分配的功能，当多台机器一起工作的时候，设备系统当中将自动检测电机当中的电流，并对电流根据工作情况进行调整，实现电机功率的平衡。3 结语

应用变频技术对大功率设备进行技术改造，有效地提升了设备的运行效率，使煤炭企业达到省电的目的。目前，变频调速的技术改造使胶带输送机更新换代，实现了软起和软停，能够自动调节频率输出，转变原油的恒速运行状态，在自动化的方向上又迈进了一步。

参考文献

[1]暴瑞卿，卢岩，王玉超，等.常兴煤业主胶带输送机变频改造设计[J].辽宁工程技术大学学报（自然科学版），2014，33（9）：1 226-1 229.

[2]孙学政.变频技术在大型胶带输送机中的应用[J].中国高新技术企业，2014（25）：46-48.

[3]陈静.大胶带输送机高压变频调速系统的设计[J].工矿自动化，2010，36（6）：114-116.