變頻啟動技術在煤礦運輸與通風設備上的應用

摘要：隨著科技的發展，變頻技術得到推廣性使用。本文通過在煤礦運輸與通風設備中運用變頻技術，進而延長了設備的使用壽命，降低了設備的維修費用，進而在一定程度上節省了成本，提高了經濟效益。

關鍵詞：變頻技術 通風設備 運輸

1 項目概述

1.1 實施單位

靈新煤礦。

1.2 實施時間

2008年10月（五采區地面通風機變頻技術的應用）。

2010年6月（六采區井下運輸系統變頻技術的應

用）。

1.3 項目實施的背景

隨著技術的不斷提高，變頻控制技術在集團得到了廣泛的推廣應用，在采煤機、帶式輸送機、主扇風機、架空乘人器、給排水泵等系統應用效果良好，已經成為集團大型設備的主要控制方式。

1.4 運用的技術

變頻調速

1.5 變頻技術在運輸設備上應用實現的效果

①啟動電流小，通過在運輸設備上使用變頻技術，大功率電機啟動時對電網造成的沖擊在一定程度上可以大大地減輕，同時在一定程度上可以降低同一電網中對其他設備的影響和制約。②對起動、停止的時間進行調節，通常情況下，借助變頻技術在一定程度上可以對啟動或停車時的加速度進行調節，確保了啟動和停車的平穩性，對機械傳動裝置造成的沖擊大大減少。③運輸設備具備更加優越的重載啟動性能，無速度傳感器矢量控制方式在變頻器中得到使用，在這種情況下，低頻運轉可輸出往往可以達到額定轉矩的1.5倍，膠帶機重載啟動性能在一定程度上變得更加平穩。④能耗普遍降低。主要表現為：a調節膠帶機的速度通常情況下要依據膠帶機的負荷來進行，進而在一定程度上大大提升有功功率；b系統傳動效率在一定程

度上得以提升，主要表現為，系統總的傳動效率與液力耦合器驅動效率相比較，通常情況下要高出5%～10%。⑤使得啟動、停止更加平穩，通常情況下，膠帶張力降低30%。

1.6 變頻技術在通風設備上應用實現的效果

①可簡化電氣系統，降低了設備故障率和電能損耗。②具有電機軟啟動功能。電動機啟動時，在一定程度上可以從零開始啟動電流和頻率，使其緩慢增加，一直增加到實際所需的負荷電流。因此，提高了電流的安全性，并能徹底消除電動機的啟動損耗。③提高了功率因數。變頻器的理論功率因數是1，考慮到雜散損耗，保守的估計可將功率因數提高到0.95以上。④降低了噪音。電機在轉速小于額定轉速下運行，進而在一定程度上大大降低了風機的噪音，工作環境得以改善，同時機械磨損也明顯地降低。⑤操作簡單。通風量可通過變頻節能器的控制面板進行調節，安全方便。⑥保護動能齊全，并具有故障記憶判斷功能。提高了設備的可靠性，降低了設備的檢修、維護等費用。

2 技術內容

2.1 變頻技術在運輸設備上應用的實施方案

①在變頻驅動器的作用下，可以將1140V工頻電源轉為供200kW膠帶驅動電機用可調變頻電源。②對于變頻驅動器啟停和調速的開關量控制信號，通過將其進行輸出，進而在一定程度上對變頻驅動器的啟動和加減速進行相應的控制。③變頻器內置控制器，對膠帶張力、皮帶機保護器故障信號等信息進行采集，對膠帶運行根據設定參數進行實時保護。④在機尾設置機尾加減速按鈕，根據實際情況，操作人員在機尾處對膠帶運行速度進行調整。⑤變頻器散熱板通過自帶水泵抽取冷卻水進行循環冷卻。

2.2 變頻技術在通風設備上應用的技術參數

靈新礦使用的是軸流式BD-II-8-NO20式通風機，現有兩臺風機一用一備。每臺風機有兩臺電動機（一級電機＼二級電機），每臺電動機銘牌數據為：額定功率132kW，額定電壓380V，額定電流260.8A，額定轉速740r/m。運行基本情況：運行角度2.5度，通風量Q=3680m3/m，負壓為45毫米水柱。生產廠家：湘潭平安電氣集團公司、西北工業學院聯合制造。

電動機實際輸入電壓為380V，輸入電流為150A。使用變頻器對通風機進行改造后，具有巨大的節能潛力。變頻器型號：SJ300，功率：132KW，電壓等級：380V，生產廠家：日本日立公司。

2.3 變頻調速原理

三相異步電動機速度公式為：n=60f（1-s）/p

在上述公式中：異步電動機的轉速、電網頻率、電動機轉差率和電動機極對數通過字母n、f、s、p分別進行表示。通過對公式進行分析可知，轉速n與頻率f 符合數學的正比關系，因此，只要對頻率f進行改變，那么在一定程度上就可以完成對電動機轉速的調整。通風機采用變頻調速器從電網接受工頻50HZ的交流電，經過一系列的整流和調頻，進而在一定程度上實現交流電動機的變速運行。

3 項目效益

①使用變頻器后，電機可軟啟軟停，減少設備機械沖擊。②變頻調速技術先進、成熟，提高了設備的技術含量。③變頻調速不僅能優化調速性能，還能實現節能降耗，一般能節電30%左右。

參考文獻：

[1]葉的旺.變頻技術在煤礦井下膠帶運輸系統中的應用[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2009（05）.

[2]張敏.談變頻技術在皮帶運輸系統中的意義[J].價值工程，2012（11）.

[3]林森，蘇崢，王曉兵，包磊.煤礦帶式輸送機軟啟動裝置比較分析[J].煤炭科學技術，2013（S2）.