對煤礦皮帶機變頻器節能的探討

摘 要：煤炭一直是我國重要的能源材料，近年來隨著我國經濟建設的不斷發展，人們對煤炭事業的重視越來越高。皮帶機是我國煤炭運輸過程中的重要設施，隨著煤礦設備自動化的提高和國家節能降耗政策的實施，原來的皮帶機已經不能滿足現在的社會發展，需要我們對其不斷地改進，創新和推廣煤礦皮帶機變頻器節能技術，才能更好地適應節能減排的發展需要。通過大量的工作實踐，結合實際對煤礦皮帶機變頻器節能的發展進行了探討，提出了自己的看法，在我國煤礦皮帶機變頻器節能發展道路上做出了有意義的探索。

關鍵詞：煤礦；皮帶機；變頻器；節能

皮帶機是我國煤礦現在使用的主要運輸設備，伴隨著我國煤礦行業的迅猛發展，對它的技術要求也在不斷提高。大型化設備的利用導致電費用量逐年增加，為了更好地控制成本，利用變頻器的節能措施就顯得尤為重要，現在煤炭生產運輸中，煤礦不僅要求皮帶機具有控制簡便、性能穩定、啟動轉矩大等優點，更要做到節能環保、維護簡單。原有的技術已經不能滿足要求，為了更好地達到生產要求，結合實際，對煤礦皮帶機變頻器節能進行了探討。

1 變頻器對煤礦皮帶機的節能作用

1.1 可以做到軟啟動和軟停車

在我們使用變頻器進行皮帶機的驅動時，皮帶的啟動是由電機的啟動來帶動的，電機緩慢啟動時，皮帶也跟著緩慢啟動，內部的能量慢慢釋放，形成的張力很小就不會對皮帶帶來傷害，停車的減速控制也是如此。

1.2 有效降低對皮帶的強度要求

皮帶機使用變頻器驅動后，通過變頻器對啟動時間的調節，可以控制皮帶機的啟動時間。不會出現突然啟動時，啟動速度過快引起皮帶斷裂。在使用中，與不使用變頻器的皮帶機相比，對皮帶強度的要求可以適當減小。

1.3 使功率更加平衡

煤礦皮帶機一般都是使用雙筒滾筒驅動或單筒滾筒驅動這兩種方式，通過變頻器控制使功率平和，從而保證電機的同步。

1.4 有效減少對設備的維護

通過變頻器來控制皮帶機可以使設備的壽命轉化成變頻器的電子壽命，從而減少了設備的維護次數。由于它對皮帶機的啟動有很好地緩沖效果，自然就降低了皮帶機的損耗，減少了維修量，增加了設備的使用壽命。

1.5 更加節能

在煤礦的實際生產過程中，大部分時間皮帶機是不能滿載運行的。輕載和空載的情況時有發生，這就在無形中增加了能量的損耗。采用變頻器驅動后，它可以根據皮帶的實際載重量調節皮帶速度，降低能耗。使用變頻器后，電機和減速器之間是直接的硬聯系，較少了液力耦合器，大大地提高了傳送效率。而且在生產中，還會出現電壓不穩等現象，使用變頻器后，通過變頻器調節可以保證電壓的穩定。

2 對煤礦皮帶機變頻器的主要技術比較

使用變頻器的皮帶機，在生產運行中同原來相比，有很多突出的優點，不僅使用更加穩定，而且更加節能環保，主要表現有：

皮帶機使用變頻器后，不會在出現產生因為轉矩大，力的傳導不均勻而引發尾部反應慢，物料在皮帶底下堆積的現象。這些問題，造成生產不流暢的同時還增加了電能浪費，而使用變頻器后就會很好地解決這些問題。

在皮帶機啟動時，因啟動速度過快，引起的皮帶斷裂和設備沖擊等問題嚴重。而變頻器使用后，通過變頻調節，對皮帶機進行慢慢的啟動，就不會造成這些問題出現。在皮帶機中，液力耦合器本身就有耗能大、維護量大、二次成本高等缺點，不合乎節能政策需要，早晚會被新的工藝取代。而且發生故障時，設備只能停止運轉，造成了嚴重的浪費，同時通過液壓油的傳遞功率也不好。因此，使用變頻器控制的皮帶機可以有效地解決以上問題，在更好地啟動的同時，減少了皮帶機的磨損和皮帶的損耗，起到了節能環保的作用。

使用防爆軟啟動模式，在皮帶機空載啟動時，轉動平穩，轉矩低，可以有效地較少沖擊并延長設備的使用壽命。但在重載時，往往會出現跳閘現象，會對皮帶機的皮帶造成傷害。

3 對煤礦皮帶機變頻器節能應用的要求

對煤礦皮帶機所使用的變頻器來說，普通的變頻器不適宜直接用在皮帶機上，最好對變頻器進行一系列調整，滿足以下要求后才可以使用。

3.1 對技術指標的要求相對要高

變頻器的啟動轉矩要是普通的兩倍以上，加減速的過程要平衡穩定，運行的速度曲線最好是“S”型，同時要有完善的數字自動化控制功能，可以實現四象限運行，從而解決能量回饋問題。

3.2 對散熱功能的要求更高

一般變頻器都是采用冷風和冷水系統來進行散熱，對于煤礦皮帶機用變頻器來說，由于防爆的特殊要求，變頻器的各部件都是在防爆腔內進行工作，原來冷風降溫的辦法不能取得效果。而原有的冷水散熱系統又太過復雜，不易在皮帶機上使用。所以對煤礦皮帶機的變頻器一定要進行適當改進，來保證散熱功能。

3.3 變頻器的電磁兼容性要突出

煤礦皮帶機用變頻器的工作地點大多在井下，相對來說，工作環境更加惡劣，一般的變頻器容易受到環境的干擾。由于其輸入和輸出電壓、電流中帶有高次諧波，所以變頻器電磁兼容性好壞，直接影響到變頻器和周圍電氣設施的安全運行。

4 對煤礦皮帶機變頻器節能應該注意的問題和效益分析

4.1 煤礦皮帶機變頻器的使用中，一般會遇到電磁干擾、電源異常、高次諧波、電動機溫度過高和震動等問題。電磁干擾主要是變頻器在井下惡劣條件工作時，容易受到輻射等電磁干擾，引起變頻器誤動等問題。電源異常是指，在變頻器使用中，供電電源電壓不穩定造成變頻器低壓運行，影響它的工作狀態。高次諧波是變頻器在運行時產生的，高次諧波會對變頻器或周圍電氣設備產生干擾，引起故障。溫度過熱是指變頻器在調速時，低速運行下，冷卻能力下降而引起的電機過熱。振動現象是由電機的脈動轉矩與機械系統產生共振引起的，它會對電器造成機械損傷。

4.2 變頻器帶來的節能效益分析

我們以額定功率1200kwh的煤礦皮帶機為例，在正常情況下，它每天的電量消耗是24480kwh，在使用了變頻器后，每天的電量消耗是17135kwh，每天的節省量達到了30%之多，按每度電0.6元計算，每年帶來的直接經濟效益就有160萬元。這其中還沒有計算在皮帶損耗、維修等方面的節省，由此可見看出，變頻器對煤礦皮帶機帶來的節能效果是非常明顯的。

5 結束語

隨著我國經濟的不斷發展，能源問題日益嚴重，節能理念在人們心目中的地位越來越高。如何有效地節約能源，一直都是我們研究的課題。尤其是在煤礦領域，每年帶來的能源浪費非常大，如何有效地控制能源浪費，走科學合理的可持續發展道路，是我們不斷追求的目標。文章就煤礦皮帶機變頻器節能進行了分析，提出了很多有建設性的意見，為我國煤礦皮帶機變頻器節能的發展做出了一定貢獻。相信，在不久的將來，煤礦皮帶機變頻器節能一定會突飛猛進的發展，成為我國現代化建設的有效推動力。

參考文獻

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