變頻技術(shù)在礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中的運(yùn)用

吳剛

摘 要：對煤礦企業(yè)來說，礦井的正常作業(yè)離不開皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用。皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行對于礦井工作的有效開展以及礦井的安全具有十分重要的影響。為了維持礦井皮帶運(yùn)輸機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，變頻技術(shù)逐漸被人們所重視。本文主要從變頻技術(shù)在礦井皮帶運(yùn)輸應(yīng)用的優(yōu)勢出發(fā)，對皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的電機(jī)啟動及調(diào)速方法進(jìn)行了分析，并探討了礦用隔爆變頻設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：變頻技術(shù)；皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)；防爆變頻器；礦井作業(yè)

在煤礦企業(yè)中，皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用十分廣泛。但是由于皮帶電機(jī)在啟動時會產(chǎn)生大量的電流，給設(shè)備帶來的沖擊較大，從而會對電機(jī)的正常工作產(chǎn)生一定的影響，縮短其使用壽命。此外，在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行時發(fā)生故障的頻率較高，再加上此設(shè)備的維修較為復(fù)雜，這就需要對該系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，而在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中引入變頻技術(shù)就可以有效解決這些問題，從而維持皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。

一、變頻技術(shù)在礦井皮帶運(yùn)輸中應(yīng)用的優(yōu)勢

（一）變頻技術(shù)的優(yōu)勢

因?yàn)榈V井工作大多數(shù)都是在地下進(jìn)行，所以對供電系統(tǒng)的要求也就很高。受礦井工作的地域限制，井下常常會出現(xiàn)停電狀況，而在沒有預(yù)告停電的情況下電壓瞬時降低，使正在運(yùn)行的設(shè)備無法正常運(yùn)行，突然的斷電也將導(dǎo)致設(shè)備被燒壞；而又在不知情的進(jìn)行供電，使設(shè)備電流驟然增加，這些都會使礦井下的工作存在潛在的安全隱患。變頻技術(shù)正好可以解決這樣的問題。首先，在保障運(yùn)輸設(shè)備安全的同時還可以穩(wěn)定地進(jìn)行有效的工作；其次，利用變頻技術(shù)來控制皮帶運(yùn)輸電機(jī)，實(shí)際是將電機(jī)負(fù)荷結(jié)合、調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)而保證電機(jī)安全穩(wěn)定的進(jìn)行工作。這樣既減少了皮帶運(yùn)輸電機(jī)的耗能，又能改善調(diào)速系統(tǒng)，進(jìn)而提升電網(wǎng)運(yùn)行功率，在節(jié)能的同時又提高了機(jī)電設(shè)備的性能，使電機(jī)在低消耗的同時達(dá)到最佳工作狀態(tài)。

（二）變頻技術(shù)在礦井皮帶運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用優(yōu)勢

對于煤礦企業(yè)來說，煤礦工作各道工序的正常進(jìn)行離不開皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)。而皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的正常運(yùn)行就需要將交流繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子與電阻調(diào)速系統(tǒng)串聯(lián)在一起，這種系統(tǒng)雖然可以對操作進(jìn)行有效的控制，但卻無法維持皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的恒減速運(yùn)行，這就會導(dǎo)致一些零件被破壞，進(jìn)而使整個設(shè)備出現(xiàn)故障。而在礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中引入變頻技術(shù)后，便可以有效的解決這一問題，它不僅可以維持皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的恒加速或恒減速運(yùn)行，還可以延長設(shè)備的使用壽命，促進(jìn)煤礦工作的有效運(yùn)行。礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中變頻技術(shù)的應(yīng)用可以有效地調(diào)節(jié)電機(jī)的電源頻率，實(shí)現(xiàn)對皮帶電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的目的，從而維持礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)更好的運(yùn)行。

二、皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的電機(jī)啟動及調(diào)速方法分析

一般來說，皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的電機(jī)啟動機(jī)調(diào)速方法主要有直接啟動、藕合器啟動、軟啟動和變頻啟動四種，這四種啟動方法有各自的優(yōu)勢與劣勢。直接啟動：這種啟動方法的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩較大，但是由于力的傳導(dǎo)不均勻，導(dǎo)致其尾部反應(yīng)比較慢，使皮帶底部產(chǎn)生堆積現(xiàn)象。這種啟動方法的劣勢是啟動所需的電流較大，從而對電機(jī)產(chǎn)生的損害也比較大；藕合器啟動：這種啟動方法的運(yùn)行原理是先使皮帶機(jī)緩慢啟動起來，等到皮帶機(jī)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)矩時就會帶動皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，但是這種啟動方法在啟動的過程中容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，從而產(chǎn)生安全隱患；防爆軟啟動：這種啟動方法的特點(diǎn)是在皮帶運(yùn)輸機(jī)空載時其啟動較為平穩(wěn)，這時的轉(zhuǎn)矩比較小，沖擊也比較小，有利于膠帶機(jī)、電機(jī)以及機(jī)械系統(tǒng)的使用壽命的延長。但是如果突然由空載狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到重載狀態(tài)時，就會對膠帶運(yùn)輸機(jī)產(chǎn)生較大的沖擊；變頻器啟動：這種啟動方法可以在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)自行進(jìn)行調(diào)速，在自行調(diào)速過程中其啟動轉(zhuǎn)矩維持不變，在空載、輕載以及重載狀態(tài)下都可以對啟動進(jìn)行有效的控制，維持啟動的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。尤其在重載狀態(tài)時皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)可以進(jìn)行緩慢的啟動，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行，同時變頻器啟動對雙電機(jī)拖動的同步性能較好。在皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中加入煤流傳感器，可以根據(jù)煤流傳感器的大小進(jìn)行自動調(diào)速，從而有效提高皮帶運(yùn)輸機(jī)的電機(jī)效率因數(shù)。一般情況下，皮帶運(yùn)輸機(jī)在進(jìn)行帶載啟動時的機(jī)械沖擊比較大，這就可能會使膠帶拉斷，從而產(chǎn)生十分嚴(yán)重的后果。

三、礦用隔爆變頻設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)

礦用隔爆變頻器利用交流—直流—交流的模式，首先將交流電利用整流設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鳎浯螌⒅绷麟娫崔D(zhuǎn)化為交流，以此為電動機(jī)供電。利用變頻設(shè)備對皮帶機(jī)驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn)有：第一，皮帶機(jī)軟啟動。利用較慢的電機(jī)速度開啟帶動皮帶機(jī)開啟，逐漸發(fā)出膠帶中的能量，能夠控制輸送設(shè)備開關(guān)沖擊到最低值，不損壞膠帶；第二，減小帶強(qiáng)。因?yàn)樽冾l設(shè)備開啟時長能夠改變，開啟時間過長無需過多要求帶強(qiáng)，可以節(jié)約成本，開啟時長應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用時，因?yàn)闇p少開啟時的沖擊，設(shè)備系統(tǒng)損耗減小，使用期限增加；第三，平衡皮帶機(jī)多電機(jī)轉(zhuǎn)矩，它主要是利用主從控制方法保待平穩(wěn)；第四，高負(fù)荷開啟。變頻設(shè)備能夠輸出原力矩的2倍之多，能夠承載比較高負(fù)荷的開啟；第五，智能節(jié)能。能夠?qū)崿F(xiàn)智能調(diào)速，防止膠帶過度損傷。同時利用控制系統(tǒng)測量載荷，提前增減速度。沒有中間減速設(shè)備和液力耀合設(shè)備過程，直接運(yùn)送功率到滾筒，并結(jié)合連軸設(shè)備連接。并且能夠降低壓降，減少機(jī)械應(yīng)力、改變速度，提高設(shè)備的運(yùn)輸效率。

四、結(jié)語

總的來說，礦井皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)中變頻技術(shù)的應(yīng)用可以維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，延長其使用壽命，此外，它還具有一定的節(jié)能效果，有利于生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行以及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

參考文獻(xiàn)：

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