礦用皮帶機變頻電控系統在煤礦的應用

潘勁松，千永忠

（內蒙古伊泰集團有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

礦用皮帶機變頻電控系統在煤礦的應用

潘勁松，千永忠

（內蒙古伊泰集團有限公司，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

隨著科學技術與社會經濟的日趨發展，變頻調速技術也得到了很大的發展，而變頻器也被廣泛的應用在煤礦機電設備中。很多煤礦的皮帶機都通過工頻拖動，并通過液力偶合器進行傳動，其具備著機械沖擊大、傳動效率低以及啟動電流沖擊大等弊端，容易導致系統運行出現不經濟的現象；因為一般選擇多電機驅動，難以使各電機的驅動功率達到平衡；液力偶合器與皮帶出現嚴重的磨損，導致維護與維修的成本較高。所以在皮帶運輸機中引入變頻控制系統，則可以有效的使企業生產成本得到降低，并使企業的經濟效益得到提升。文章主要對變頻電控系統在煤礦皮帶機中的應用進行了闡述與分析，從而使煤礦企業得到更好的發展。

煤礦；皮帶機；變頻電控系統；應用

皮帶機承擔著對煤礦煤炭進行運輸的任務，其具備著運行時間長與運輸量大等特征，皮帶機是否可以安全運行將會對礦井生產任務的完成情況產生很大的影響。皮帶機傳動形式一般為行星減速機與液力偶合器聯合使用，其具備著啟動電流大的特征，在啟動的過程中非常容易導致皮帶張力發生變化，直接影響著皮帶的使用壽命，因為其屬于多電機驅動，難以使各電機的驅動功率達到平衡。因此，應該采取有效的措施對皮帶實施技術改造，通過變頻控制，確保皮帶機可以安全穩定的運行，從而使煤礦企業可以獲得更多的社會效益與經濟效益。

1 皮帶機既有的控制方式與具體應用

在某煤礦中，一直使用型號為dx3，其帶速為每秒2.5米，帶寬為1000毫米；其功率為750千瓦，設計運輸能力為每小時700噸，電壓為660伏，輸送帶長為890米。利用減速機與液力偶合器使主副滾筒得到驅動，再利用皮帶和滾筒之間的摩擦力，促使皮帶正常的運行。此種皮帶機具有著較低的初期投入，但是其后期維護需要很大的費用。

皮帶機動力來源主要是電機轉動，其高壓異步電機利用減速機帶動滾筒轉動，同時皮帶緊緊的圍繞著滾筒，并通過皮帶與其產生的摩擦力來確保皮帶順利前進而對物品進行輸送。很多煤礦的主井中所選擇的皮帶機往往通過兩臺高壓電機來帶動皮帶運行，其中兩臺高壓電機具備著相同的參數與型號，通過協調運行而使正常生產得到保障，其中兩臺電機還能夠單獨運行。如果一臺設備出現故障，抑或者是生產任務較少的情況下，單臺單機運行也能夠有效的對生產的繼續進行保證。此外，應該采取有效的措施對皮帶實施技術改造，通過變頻控制，確保皮帶機可以安全穩定的運行，從而使煤礦企業可以獲得更多的社會效益與經濟效益。

2 煤礦皮帶機的改造措施

皮帶機控制系統主要由制動柜、變頻柜、主控臺與電源柜等組成，并把其安放在控制室中。其中主控臺選擇性能可靠與技術先進的可編程控制器，結合多種控制組件與檢測組件確保輸送機運行中應有的工作狀態顯示、速度閉環控制、設備閉鎖控制以及各種安全保護得以順利的完成。相關人員通過對控制臺上的按鈕進行操作而對皮帶機運行情況進行控制，并利用人機界面與指示燈對皮帶機運行參數與運行狀態等進行了解。該控制系統的特點主要為：首先，通過變頻器對電機進行啟動調試，滿足皮帶機的調速需求以及平穩啟動需求，且在低速運行的過程中，具備著較為顯著的節能作用。其次，主控臺應實時的對輸送機速度進行檢測，并對輸送機處于零速時出現的制動器動作進行控制，從而防止輸送機出現溜車現象以及電機與變頻器過流。再次，速度調節為更換與檢修皮帶提供了一定的便利，而有機的與煤量的實際情況結合，則可以實現降頻應用，并產生顯著的節能效果。最后，此電控裝置可以隨意的對皮帶的運行速度與起動時間等進行設定，在一定程度上防止了直接起動導致的機械沖擊。

3 變頻調速皮帶機中的具體應用

對于交流電動機而言，同以往的調速方式進行比較，高壓變頻器在進行控制交流的過程中具備著很大的優勢，其不僅可以有效的對既有電動機調速進行控制，實現范圍較大的連續高效的調速控制，還可以使電機順利的進行正反轉切換，確保電機高頻度的進行起停運轉，并實施電氣制動。同時，還可以確保電機高速驅動，充分的對工作環境進行適應，并通過變頻器有效的對電動機實施調速控制。

在煤礦中，工作面皮帶機是重要的流程中樞，如果皮帶機出現故障難以正常的工作，則會導致全礦停產，從而造成嚴重的經濟損失。經過不斷的實踐可知，皮帶機中應用高壓變頻器具備著下面一些優點：第一，變頻器具有自我保護功能。即過熱跳閘，過負荷跳閘，過電流跳閘，過電流限制，接地故障跳閘，過負荷預警與過電壓限制等。第二，變頻器諧波輸入低于4％。第三，變頻器側功率輸入因數不低于95％。第四，當電機出現滿載現象時，變頻調速功率不低于96％。第五，如果分開調速系統，可以單獨對電機進行控制。第六，變頻器具有著容易搬運、無沖擊、啟動平穩以及體積小等特征。第七，皮帶運輸機在安裝皮帶與煤量較小時則可以降速運行，避免了滿負荷運行的弊端。通過高壓變頻器依照具體情況實施電機調速，不僅滿足工藝需求，還可以實現降耗節能的最終目的。第八，完全符合煤礦電控系統的監控與功能接口需求。第九，變頻器輸出力矩大于電動機的額定力矩，則可以確保電機能輸出大于額定輸出轉矩。完全符合煤炭壓帶時啟動能力以及較大負載變化的承受能力。第十，高壓變頻器可以對多臺電機進行同步同軸軟啟動以及軟停止功能。其啟動與停止可以根據所設置的皮帶曲線來運行。在進行運行的過程中，可以有效的實現功率平衡調節與轉差調節等。第十一，高壓變頻器具備著防護性、可靠性與穩定性的特征。

4 結論

總而言之，在防爆變頻調速設備投入運行以后，其煤礦強力輸送機以及驅動電機系統的事故顯著減少，不僅使膠帶輸送機裝置的使用壽命得到了延長，還在很大程度上對生產安全與正常的生產進行了保障，從而使煤礦企業獲得更多的社會效益與經濟效益。

[1]羅建平，謝文寧，宋志國，王仲海，楊金棟.防城港港口帶式輸送機系統節能改造技術研究[J].中國水運（下半月），2014（07）.

[2]趙彥斌.基于總線技術和模糊控制理論的井下皮帶運輸監控系統研究[D].河北工程大學，2012.

[3]章亞斌，羅有根，吳祖萬，黃柳華，彭少桂.提升機TKD-A電控系統可調閘回路的改造[J].江西煤炭科技，2007（02）.

[4]姚小帥，申青春，楊培，郝會安，伊曉子.瞬變電磁技術在井下水文孔選址中的應用[J].中州煤炭，2012（06）.