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1、變頻技術與煤礦皮帶機概述
1.1變頻技術的主要工作原理
煤礦企業(yè)使用傳統(tǒng)的機電設備，電流是無法進行自我調(diào)節(jié)的，電機會一直處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)，在大量消耗電能的同時，還會縮短機電設備的使用壽命。變頻技術的運用，可以改變電力的頻率，進而實現(xiàn)提升設備使用效率的目的。目前使用的變頻機，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復雜，必須通過電源、主板和電機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)揮出電力半導體的作用，對電機設備的工作頻率進行轉(zhuǎn)化，使電流的頻率發(fā)生變化。變頻技術的工作原理是調(diào)整原設備的電流、改變電流頻率。將變頻技術應用到煤礦皮帶機中，可以有效降低其耗電量，提升皮帶機的穩(wěn)定性和工作效率。
1.2煤礦皮帶機對變頻器性能的要求
(1)對技術指標要求較高。煤礦皮帶機變頻器應具備大于2倍以上的轉(zhuǎn)矩，呈現(xiàn)S形運行曲線，可以通過四象限運行方式解決平滑減速能量反饋問題，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，變頻器降溫時常使用水能和風能，但是由于皮帶機防爆腔系統(tǒng)復雜且部件較多，因此降低了水能和風能的降溫效果。(3)擁有較好的電磁兼容性。由于井下工作環(huán)境惡劣，因此變頻器應具有較好的抗干預性，電磁兼容性能可有效避免變頻器和皮帶機出現(xiàn)故障。
2、煤礦皮帶機變頻技術改造方案分析
2.1煤礦皮帶機變頻的優(yōu)越性
在使用傳統(tǒng)液壓耦合器啟動煤礦皮帶機時，皮帶機是空載狀態(tài)，這樣電機在最初運轉(zhuǎn)時會產(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使電機設備轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩增大，同時也增大了輸出電流的功率，導致電機發(fā)熱，嚴重時會損毀電機線圈。此外，電機在最初運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的電流過大會給電網(wǎng)帶來較大的沖收稿日期:2018-02-01作者簡介:劉超華(1979-)，男，本科學歷，高級工程師，現(xiàn)在平朔工業(yè)集團有限責任公司工作。擊，從而產(chǎn)生諧波，諧波進入電網(wǎng)中會降低電能的質(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，保證電機在運行時保持穩(wěn)定的狀態(tài)。工作狀態(tài)正常的電機多使用多級電機作為皮帶機的驅(qū)動器，但是在運行過程中，驅(qū)動器的功率如果不穩(wěn)定就會導致電機發(fā)熱，這時液壓耦合器無法改善這種不穩(wěn)定的狀態(tài)。利用變頻技術改造煤礦皮帶機可以很好地解決這一問題，啟動或停止瞬間所產(chǎn)生的沖擊能量得到合理的釋放，使啟動更順暢。這樣既可以降低啟動和停止給皮帶機帶來的沖擊力，還可以防止出現(xiàn)皮帶機損壞，提升皮帶機的使用壽命。皮帶機電機安裝變頻驅(qū)動器后，可有效改善轉(zhuǎn)矩不平衡的狀態(tài)。皮帶機中的傳感系統(tǒng)可以對皮帶機的負載力進行自動檢測，自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的使用可以降低皮帶機的損壞程度。
2.2煤礦皮帶機變頻改造方案確定
通常情況下，要保證皮帶機運行的穩(wěn)定性必須使用多臺電機共同拉動，在多臺電機共同使用時應協(xié)調(diào)它們的功率，皮帶機的耦合作用可以很好地控制電機功率的輸出量。電機運轉(zhuǎn)時速度存在差值會導致電機轉(zhuǎn)矩不穩(wěn)定，可以通過以下方案改進，一拖多并聯(lián)運行、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)運行方案操作相對簡便且系統(tǒng)簡單，可以有效降低系統(tǒng)在運行過程中的成本;統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制可以有效提升設備的工作效率，但其成本較高，且控制系統(tǒng)比較復雜，不利于操作。綜合考慮電機運行效率和成本問題后，可以選擇主從控制方案來調(diào)節(jié)皮帶機的運轉(zhuǎn)速度。變頻機工作狀態(tài)時，電機運行輸出的轉(zhuǎn)矩可以使用主控變頻器進行調(diào)節(jié)和確定，在主頻器的作用下使電機與轉(zhuǎn)矩同步，但是不能控制電機的運轉(zhuǎn)速度。主從變頻控制系統(tǒng)中，主控變頻器用來控制1號電機運轉(zhuǎn)速度，從控變頻器用來控制2號電機運轉(zhuǎn)速度，主控變頻器可以發(fā)出這兩臺電機輸出的轉(zhuǎn)矩，要想保證電機運行速度的準確性，可以將其控制在0.5%以內(nèi)，可以運用無速度傳感器控制的矢量變頻技術，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
在科技不斷發(fā)展的今天，煤礦生產(chǎn)中新技術的引入，可以提升煤礦企業(yè)的運行安全和生產(chǎn)效率。在對皮帶機進行改造的過程中運用變頻技術，既可以使皮帶機的運行更加穩(wěn)定，還可以提升皮帶機的使用效率，此外，皮帶機改造后，降低了電能的損耗，提升了企業(yè)的利潤。
