1、變頻技術(shù)與煤礦皮帶機(jī)概述

1.1變頻技術(shù)的主要工作原理

煤礦企業(yè)使用傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備，電流是無(wú)法進(jìn)行自我調(diào)節(jié)的，電機(jī)會(huì)一直處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，在大量消耗電能的同時(shí)，還會(huì)縮短機(jī)電設(shè)備的使用壽命。變頻技術(shù)的運(yùn)用，可以改變電力的頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升設(shè)備使用效率的目的。目前使用的變頻機(jī)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，必須通過(guò)電源、主板和電機(jī)的共同作用改變電流的頻率。而變頻器不需要改變電壓就可以很好地發(fā)揮出電力半導(dǎo)體的作用，對(duì)電機(jī)設(shè)備的工作頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使電流的頻率發(fā)生變化。變頻技術(shù)的工作原理是調(diào)整原設(shè)備的電流、改變電流頻率。將變頻技術(shù)應(yīng)用到煤礦皮帶機(jī)中，可以有效降低其耗電量，提升皮帶機(jī)的穩(wěn)定性和工作效率。

1.2煤礦皮帶機(jī)對(duì)變頻器性能的要求

(1)對(duì)技術(shù)指標(biāo)要求較高。煤礦皮帶機(jī)變頻器應(yīng)具備大于2倍以上的轉(zhuǎn)矩，呈現(xiàn)S形運(yùn)行曲線，可以通過(guò)四象限運(yùn)行方式解決平滑減速能量反饋問(wèn)題，不斷完善數(shù)字控制能力。(2)散熱性較好。普通變頻器不能滿足現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的要求，變頻器降溫時(shí)常使用水能和風(fēng)能，但是由于皮帶機(jī)防爆腔系統(tǒng)復(fù)雜且部件較多，因此降低了水能和風(fēng)能的降溫效果。(3)擁有較好的電磁兼容性。由于井下工作環(huán)境惡劣，因此變頻器應(yīng)具有較好的抗干預(yù)性，電磁兼容性能可有效避免變頻器和皮帶機(jī)出現(xiàn)故障。

2、煤礦皮帶機(jī)變頻技術(shù)改造方案分析

2.1煤礦皮帶機(jī)變頻的優(yōu)越性

在使用傳統(tǒng)液壓耦合器啟動(dòng)煤礦皮帶機(jī)時(shí)，皮帶機(jī)是空載狀態(tài)，這樣電機(jī)在最初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一股較大的電流，是普通電流的3～4倍。初始電流的突然增大會(huì)使電機(jī)設(shè)備轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩增大，同時(shí)也增大了輸出電流的功率，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損毀電機(jī)線圈。此外，電機(jī)在最初運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的電流過(guò)大會(huì)給電網(wǎng)帶來(lái)較大的沖收稿日期:2018-02-01作者簡(jiǎn)介:劉超華(1979-)，男，本科學(xué)歷，高級(jí)工程師，現(xiàn)在平朔工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司工作。擊，從而產(chǎn)生諧波，諧波進(jìn)入電網(wǎng)中會(huì)降低電能的質(zhì)量。為了防止這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以在回路上安裝電阻，保證電機(jī)在運(yùn)行時(shí)保持穩(wěn)定的狀態(tài)。工作狀態(tài)正常的電機(jī)多使用多級(jí)電機(jī)作為皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)器，但是在運(yùn)行過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)器的功率如果不穩(wěn)定就會(huì)導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，這時(shí)液壓耦合器無(wú)法改善這種不穩(wěn)定的狀態(tài)。利用變頻技術(shù)改造煤礦皮帶機(jī)可以很好地解決這一問(wèn)題，啟動(dòng)或停止瞬間所產(chǎn)生的沖擊能量得到合理的釋放，使啟動(dòng)更順暢。這樣既可以降低啟動(dòng)和停止給皮帶機(jī)帶來(lái)的沖擊力，還可以防止出現(xiàn)皮帶機(jī)損壞，提升皮帶機(jī)的使用壽命。皮帶機(jī)電機(jī)安裝變頻驅(qū)動(dòng)器后，可有效改善轉(zhuǎn)矩不平衡的狀態(tài)。皮帶機(jī)中的傳感系統(tǒng)可以對(duì)皮帶機(jī)的負(fù)載力進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的使用可以降低皮帶機(jī)的損壞程度。

2.2煤礦皮帶機(jī)變頻改造方案確定

通常情況下，要保證皮帶機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性必須使用多臺(tái)電機(jī)共同拉動(dòng)，在多臺(tái)電機(jī)共同使用時(shí)應(yīng)協(xié)調(diào)它們的功率，皮帶機(jī)的耦合作用可以很好地控制電機(jī)功率的輸出量。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)速度存在差值會(huì)導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，可以通過(guò)以下方案改進(jìn)，一拖多并聯(lián)運(yùn)行、主從控制及統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制。不同方案產(chǎn)生的作用不同:一拖多并聯(lián)運(yùn)行方案操作相對(duì)簡(jiǎn)便且系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可以有效降低系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的成本;統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制可以有效提升設(shè)備的工作效率，但其成本較高，且控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，不利于操作。綜合考慮電機(jī)運(yùn)行效率和成本問(wèn)題后，可以選擇主從控制方案來(lái)調(diào)節(jié)皮帶機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。變頻機(jī)工作狀態(tài)時(shí)，電機(jī)運(yùn)行輸出的轉(zhuǎn)矩可以使用主控變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié)和確定，在主頻器的作用下使電機(jī)與轉(zhuǎn)矩同步，但是不能控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。主從變頻控制系統(tǒng)中，主控變頻器用來(lái)控制1號(hào)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從控變頻器用來(lái)控制2號(hào)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，主控變頻器可以發(fā)出這兩臺(tái)電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，要想保證電機(jī)運(yùn)行速度的準(zhǔn)確性，可以將其控制在0.5%以內(nèi)，可以運(yùn)用無(wú)速度傳感器控制的矢量變頻技術(shù)，假如轉(zhuǎn)速控制在0.1%以內(nèi)，可以使用速度傳感器。

3、結(jié)語(yǔ)

在科技不斷發(fā)展的今天，煤礦生產(chǎn)中新技術(shù)的引入，可以提升煤礦企業(yè)的運(yùn)行安全和生產(chǎn)效率。在對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行改造的過(guò)程中運(yùn)用變頻技術(shù)，既可以使皮帶機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定，還可以提升皮帶機(jī)的使用效率，此外，皮帶機(jī)改造后，降低了電能的損耗，提升了企業(yè)的利潤(rùn)。