高压变频器在煤化工企业刮板输送机中的应用研究

张涛

摘 要：刮板输送机大多采用双速电机驱动的方式。其中包括原始的通过开关以实现供电与否的方法。在刮板输送机运行的初始阶段，通过低功率的电机使其低速转动，在转动一段时间后再使其高速运行。而在运行的过程中，输送机的输送速率不能够改变。所以在其初始运行阶段，即使运行功率较低，但产生的功率突变往往会对刮板输送机产生不可逆的电网冲击以及机械冲击。而较高的功率对于刮板输送机而言，亦会产生不必要的功率损耗和浪费。所以此类刮板输送机存在着较为严重的功率不平衡问题。本文基于刮板输送机的高压变频器选型及应用探究展开论述，希望能为智能化工的发展有所帮助。

关键词：高压变频器;煤化工企业;刮板输送机;选型;应用

在信息技术、自动化技术、网络技术的快速发展中，企业不断的在进行技术创新，生产过程控制更加智能化。在智能化工发展下，煤化工企业生产运输系统主要由刮板运输机、转载机、胶带运输机等组成，刮板运输机为运输系统中重要的一环，直接关系到产品生产效率。

1 高压变频器应用

随着科学技术的不断进步，装备制造水平的不断提升，变频器+电动机+减速器、变频电动机+减速器、变频器+永磁电动机等多种以高压变频调速技术为主的新型驱动方式越来越多的出现在煤矿井下，高压变频调速技术采用单元串联多电平技术或者IGBT元件直接串联高压变频器等技术，实现变频调速系统的高输出功率（功率因数>0.9），同时消除对电网谐波的污染。对井下运输机的节电降耗作用明显，平均节电率在30%以上。同时采用智能控制，顺煤流或设定逆煤流集中或自动启停，大大降低电能消耗。

2 启动运行方式

①变频器启动控制：变频器上电后自动充电，充电完成后，变频器检测到启动信号，变频器从0Hz逐渐加速，加速时间0～1800s可调;②停止和急停控制：正常停止过程为变频器收到停止信号后变频器停止输出。紧急状况下按下变频器上的急停按钮或（或变频器自身检测到的短路、超频、失速等故障信息），变频器立即停止输出，并在显示屏上显示故障信息;③低速检修模式：变频器具有低速检修模式，低速检修模式可以根据设置的任意速度来运行，在0～50Hz内自由设定变频器输出速度，利于平时检修刮板机和节能;④正反转控制：变频器拥有正、反转控制转换开关及远程接口，可方便、快捷的切换刮板输送机的转向。当刮板输送机出现卡链等故障时，需要倒链，操作人员不需要停前级隔离开关，只需通过控制台向变频器发送正、反转切换命令，即可实现刮板输送正反转运行。

3 常见故障及排查办法

①温度故障：许多电源组件依靠适当的冷却来正常工作，因此，如果不符合所需的温度规范，变频器可能会过早出现故障，环境温度过高，从而应对盘柜冷却，或者将变频器重新定位到环境温度在规范范范围内的区域。环境温度太低，可能会发生结晶，从而导致组件或逆变器故障;②高公交车故障：交流电线路的瞬时电压峰值或机器惯性导致的“维护负载”可能会导致高总线故障。因此，通过调整减速时间匹配载荷能力来修正;③启动失败：如果无法正常启动，则必须确认相应的电源已连接。如果开机失败，请观察显示器上是否有标记，并调查是否是外部原因（包括按钮、二极管等部件）造成的;④键盘故障：如果再次延长密钥时间并且没有反应，请确保键盘接口线已连接，或者如果键盘密钥损坏，则需要再次更换;⑤执行失败：变频器无法正常工作，没有显示错误，可能是外部元素，也可能是驱动器本身出现了故障。驾驶时忽视了不稳定性，使变频器在恶劣的条件下工作。检查是否有视频或过热部件，并更换故障组件;⑥过电流故障：首先检查所有电源连接以确保连接正确。常见的根本原因是连接松动或导线断开。第二种是检查磨损或损坏的部件的机械载荷或过大摩擦，并根据需要修复或更换部件。最后检查输入电压和加速度。如果输入电压太低或加速度设置得太快，则可能会出现过电流错误。通过降低加速度或稳定输入电压来纠正此故障。

4 变频器的应用效果

①智能调速功能在实际刮板运输机运输煤矿的期间，其能够真正实现对于链条的速度控制。譬如链条转速长时间保持高速时，变频器通过速度的判断将其定义为处于空转状态，进而降低刮板输送机的运行功率。而一旦发现刮板输送机处于负载状态的同时，变频器能够较为快速地响应出刮板机所处的工作状态并将功率适当提升;②多机功率平衡功能在实时监测变频驱动的应用效果时，操作人员测量了两个电机的负载状态，以探测是否在刮板输送机上安装双变频器的同时能够实现功率的平衡效果。通过计算负载均衡度发现，机头和机尾的负载均衡度在2.4%以内，小于负载均衡度的临界值。而这种头尾高度一致的刮板输送机，能够最大程度保证链条不受损伤。

6 结束语

刮板输送机安装功率及承载力不断提高。尤其是在刮板输送机上应用交流感应电动机变频调速技术，实现刮板输送机的过载软启动，具有启动电流低、启动停止平滑、启动扭矩和吞吐量大的优点，因此现有液压耦合器系统的启动电流高、启动停止不均匀、功率低，尤其是在过载开始时，可以轻松燃烧电动机，从而导致煤矿供电系统中出现跳闸现象。因此高压变频器对传统刮板输送机的技术改造至关重要，可有效提高矿山运输效率。

参考文献：

[1]胡潘.淺谈矿用隔爆兼本质安全型高压变频器在常村煤矿的应用[J].煤，2016，25（06）：55-56.