煤矿皮带机变频器节能研究与实践

韩孟群

（兖矿东华重工有限公司煤机装备制造分公司，山东 济宁 273500）

目前我国的科技水平快速提高，推动了煤炭行业的快速发展，煤炭生产中的机械化及自动化水平越来越高。在机械化生产过程中，需要电能的支持。皮带机是煤炭生产的重要运输机械设备，其只有在电力的驱动下才能工作。皮带机在工作期间会产生很大的电能损耗，造成电能损耗问题。为了提高生产效益，降低电能损耗，许多煤炭企业使用了变频器，安装变频器安装使用以后，不但降低了电能损耗，还提高了生产效率。

1 煤矿皮带机变频器节能的优势

1.1 调整皮带启动状况，减轻皮带损伤

电能是有效促进煤矿皮带机稳定运行的能源，所以在控制煤矿皮带机的时，相关工作人员可以通过调整电机电能的方式来达到控制皮带机的目的，有效减缓了皮带损伤。不过传统皮带机运行中，往往具有一定速度，在终止与启动皮带机时，会产生突然性，进而造成皮带出现损伤情况。为此，应该通过有效手段来防止煤矿皮带机受损，在技术应用上，通过变频技术和皮带机的相互应用，能有效减缓皮带机的停止速度，避免突然性造成皮带机损伤。另外，还能促使电机接近防爆软性启动，使皮带机具备自缓性，在运行之间缓解电源切断给皮带机带来的损失。

1.2 延长皮带机的使用周期，减少企业开销

通过相关研究表明，在操作时，皮带机的启动时间长短会对皮带机具有直接性影响。

传统的方法在启动皮带机时，由于会产生强大的超负荷，因此难以维护皮带机的使用寿命，经常发生断裂现象。不过在使用变频器之后，改变了煤矿皮带机的启动方式，不仅有效控制了皮带机启动的时间，也有效提高了电机的稳定性。同时，在皮带机的作用下，使皮带机的负荷有所减缓，所以，皮带机在运行之际，就不会老是出现断裂问题。通过变频器的使用，明显延长了皮带机的使用周期，如此一来，就可以减少了煤矿公司因皮带机断裂产生的维修费用，明显减少了开销成本，为企业带来了效益。另外，皮带机负荷强度减小后，企业选择皮带机的机会就更大，在购买皮带机时，可以结合实际情况，选购成本低、节能性好以及配置优越集一体的皮带机，这样就能为企业降低采购成本，有效促进经济效益的提升。

1.3 优化电机应用，降低电能输出

在国内煤矿行业中，适用的皮带机虽然具备多种驱动系统，不过惯用的皮带机系统主要有两种，一种是双筒滚驱动系统，另一种是单筒滚驱动系统。由于类型不同，在操作上也会存在一定差异，因此，在对其功率进行调整时，会具有一定难度，不过皮带机在运行过程中，结合变频器的应用，可以有效解决皮带机大功率输出的问题，且能优化电机的应用，减少皮带机运行产生的电能，不仅达到了节约成本的目的，也提高了皮带机的运作效率。

2 煤矿皮带机变频器节能应用要求

2.1 需具有较强的电磁兼容性

由于煤矿的煤层和地表之间具有一定距离，因此煤矿企业在对其进行开采时，通常会应用地下开采的形式进行开发，从这一点上看，可以知道国内的煤矿开发工作是一项艰巨的任务，不仅开发环境恶劣，而且皮带机在向下运转中，也会因为看不到地下环境而受到诸多因素干扰，加上控制调节难度大，造成电压不稳以及电频器误动等问题出现。另外，在使用变频器时，其自身也会产生高次谐波，进而干扰变频器的稳定运行。此时，若应用的煤矿皮带机变频器的电磁兼容性较低，就难以在复杂多样的地表环境中顺利完成采煤工作。在采煤过程中，技术人员需加强电磁控制，尽量提高电磁兼容性，以便确保变频器的稳定运行，最终顺利完成采煤工作。

2.2 需具备较高的技术指标

皮带机通过变频器的使用，除了能提高自身的使用寿命外，也能满足较高的皮带机技术指标要求。满足较高技术指标的表现主要有以下3方面：第一方面为使用变频器之后，提高了皮带机的转矩速度，和普通的转矩速度相比起来，约为普通转矩的2倍以上；第二方面是保障了皮带机加减速度的平稳性，使其运行速度始终保持着“S”型；第三方面是能具备完善当前机械化的控制能力，在运行上以四象限运行状态进行操作，达到了有效控制能量循环的目的。

2.3 需具有优良的散热系统

传统的变频器在散热上，主要通过冷水系统或者是冷风系统进行散热。不过由于我国的采煤环境比较严峻，多数是在矿井在操作的，传统的冷风或者是冷水降温效果并不明显。所以，在要求上，对皮带机的变频器散热要求会更高，对于工作人员而言，应不断加强变频器散热性能的提升，才能满足我国矿井采煤的特殊要求。

3 皮带机变频器的应用问题及节能效益

3.1 皮带机变频器应用的常见问题

在煤炭生产过程中，皮带机的工作环境非常恶劣，通常在地下矿井环境中进行运作，因此皮带机变频器会受到辐射类的电磁影响，造成设备的工作效率降低。同时，在变频器运行期间，自身会生产生高次谐波，从而影响到周围的电器设备。因此，在上述因素的影响下，皮带机变频器无法正常运作，甚至还会引发电源异常、设备损坏等问题，针对此问题，应该加以对其进行调节和控制，尽量减少损失出现。

3.2 皮带机变频器的节能效益

在皮带机中安装变频器设备后，在变频技术的作用下，不仅可以提高皮带机的生产效率，还能降低皮带机的电能损耗。同时，在使用皮带机变频器以后，皮带维修、更换及保养等费用大大降低，这在一定程度上减少了企业的生产支出。因此，利用皮带机变频技术，不但提高了企业的经济效益，还降低了企业的能源损耗。

4 提高皮带机变频效果的相关措施

4.1 合理、科学控制电磁，确保安全生产

在煤炭企业生产过程中，要想保证皮带机变频器稳定运行，必须保证其工作电压稳定。不过，在实际生产期间，电磁变化会影响到电压的稳定性，从而对皮带机产生影响，导致变频器无法正常运行。因此，工作人员必须重视电磁控制工作。首先，技术人员必须熟知矿井下的电磁干扰源，从而制定针对性的防干扰措施。其次，技术人员应深入探究变频器与电磁间的兼容性，降低电磁对变频器的影响，从而确保煤炭生产工作顺利进行。

4.2 注重效益分析，提高节能效果

在煤炭皮带机中使用变频器，理论上可以降低能源损耗，提高企业的生产效益。不过，理论效果与实际效果存在一定的差异。在实际煤炭生产中，将变频器应用到皮带机中，具体能降低多少能源损耗，必须经过严格的经济分析，才能得到准确的答案。因此，煤炭企业在使用皮带机变频器时，必须时刻关注该设备的技能数据，并深入分析这部分数据信息。在此过程中，必须将皮带损伤及维修保养等费用包含进行曲，从而得到比较客观的节能数据，明确皮带机变频器的实际节能效果。同时，在这些节能数据的基础上，探究提高皮带机变频器技术及节能效果的有效措施。

4.3 加大技术研究力度，提高应用质量

在煤炭生产过程中，将变频器应用到皮带机中，可以完善皮带机的运行状况。通过提升皮带机的运行功能、质量，达到降低能源损耗的目的。因此，为了提高皮带机变频器的技能效果，技术人员应重点关注该设备的应用质量，深入研究该设备的应用技术，提高设备的应用水平。由于皮带机是煤炭生产的重要设备，寻常的变频器无法满足生产需求。在使用专业变频器后，对应的技术要求更高，因此技术人员必须对各项数据指标进行数字化管理，确保皮带机满足自动化、机械化的生产需求。

4.4 改进机械设备，提高设备的散热性能

在皮带机运行期间，散热状况会影响到皮带机的运行质量，降低企业的生产效率。皮带机在使用变频器后，其工作效率大大提升，不过对散热性能也提出了更高的要求。在普通变频器工作时，通常使用冷风散热及冷水散热系统对设备进行散热处理，也取得了不错的散热效果。不过，这两种散热系统无法满足皮带机变频器的散热需求。因此，为了满足皮带机变频器的运行需求，技术人员必须积极创新机械设备，改善传统的散热系统，从而提高皮带机变频器的运行质量，实现节能减排的目标。

5 结语

在过去的几年中，我国的经济得到了快速发展。在此期间，我国也消耗了大量能源，能源短缺问题逐渐进入到人们的视线。因此，在工业成长过程中，必须重视节能问题。煤炭企业是耗费电能较多的企业，在生产过程中使用皮带机变频技术，可以有效降低能源损耗，避免资源浪费问题的发展。在各大煤炭企业中，必须深入了解皮带机变频器的应用意义，并熟悉皮带机变频器的应用要求。同时，积极探究提升皮带机变频器节能效果的方法，从而在实现经济目标的基础上，缓解我国的能源危机。