高壓變頻器在煤礦機電設備中的應用

高宏亮

（山西西山金城建筑有限公司，山西 太原 030053）

高壓變頻調速技術節能效果以及調節性能，相對于其他技術具有無沖擊啟動的優良特性，因此在煤礦中得以應用廣泛。

1 高壓變頻器原理

1.1 控制精確度高

一般的變頻器都會使用磁通矢量進行控制，從而讓交流電機調速功能和直流電機相差無幾，而且其控制精確度也會更高。

1.2 工作可靠性高

變頻器大多數都要使用電子器件，其使用時間長，而且保護功能非常完善，當用其對提升絞車進行控制時，有著非常好的可靠性，運行很穩定無需維護。

使用高壓變頻器進行工作，基本上不需要進行太多的維護，這樣就能大大節省維護成本，降低維護人員的工作量。

1.3 調速范圍廣，運行穩定

高壓變頻器有很廣的調速范圍，而且可以進行無級調速，在低速狀態下運行穩定性很好。

1.4 能耗小

高壓變頻器進行調速時，屬于轉差功率不變模式，在調速當中，可以顯著降低能耗，起到節能效果具體表現為以下兩個方面：一是在提升狀態下節能。提升絞車在上升過程中，電機一直在電動狀態下運行，因為提升絞車處在恒轉知負載狀態，它的轉速能夠降低多少，就可以起到多大的節能效果；二是下放狀態下的節能。提升絞車在下放過程中，電機工作狀態為發電狀態，這時會把勢能轉化成電能，假如變頻器所用的為能量同饋變頻器，變頻器就會將電能返同到電網中。

2 高壓變頻器運行故障及對策

2.1 風扇故障對高壓變頻器正常運行影響及相應對策

高壓變頻器在一次正常運行過程中出現了跳閘現象，跳閘報告顯示為重故障。經檢查發現：高壓變頻器內冷卻風扇發生了故障，導致柜內環境溫度上升，進而使高壓變頻器停比運行而跳閘。

在進行使用觀察后，相關的維護技術人員發現，即使高壓變頻器柜中任一個冷卻風機出現故障，高壓變頻器柜中的環境溫度在短時內不會發生較大的變化，同時該變頻器仍然可以正常的運行工作。如果將故障改為“變頻輕故障”，檢修人員及時進行維修，則高壓變頻器不會發生跳閘；功率單元模塊柜中任意一個冷卻風扇發生故障，在短時問內功率單元模塊的溫度迅速升高，這時如果再將故障改為“變頻器輕故障”，不會給檢修人員多余的時問進行相應的維修處理，所以將該故障改為“輕故障”。

措施：第一，將冷卻風扇故障改為“輕故障”，減少跳閘故障發生的次數；第二，將濾網定期清洗；第三，定期檢查、維護。

2.2 回路接線故障

高壓變頻器控制系統由信號板、主控板、電源、接口板和觸摸屏等部分組成，任意一個部件的損壞都將影響其正常的運行工作。風機變頻器在一次正常的運行過程當中因為外部發生故障，從而導致電壓短時消失，在其恢復過程中，電源發生了跳閘，最終的報告顯示為失壓重啟跳閘。

在實際使用的高壓變壓器實中，一部分是不具備短時失壓后再重啟功能，因此對該類高壓變頻器而言，在電源短時失壓后再回復電壓后是不會重啟的。措施：與購買廠家協商、溝通，讓其技術人員對內部電路的接線進行全面檢查，并將內部接錯的線路進行糾正。

3 高壓變頻器在煤礦機電設備中的應用

3.1 高壓變頻器在帶式輸送機中的運用

皮帶因為具有彈性，所以不淪是在靜比或者是運行狀態下都存儲著很多能量當皮帶機工作時，假如沒有設置軟啟動裝置，那么皮帶中的能量會快速釋放出來，形成張立波并沿著皮帶傳送出去。當張力波過大時，就會導致皮帶斷帶所以帶式輸送機一定要增加軟啟動裝置。但是現在煤礦所用的軟啟動裝置一般都是液力禍合器，雖然可以解決皮帶軟啟動所帶來的部分問題，但是依然存在著諸多缺陷。而將高壓變頻器運用到帶式輸送機中：

（1） 可以真正讓帶式輸送機實現軟啟動，而不會存在負面作用，皮帶不會用任何的波機

（2） 可以保證皮帶機在多電機驅動下，依然可以保證功率平衡；

（3） 可以有效降低皮帶的帶強，讓設備初期不需要投入大量的資金

3.2 高壓變頻器在主扇風機中的運用

將高壓變頻器運用到主扇風機中，可以有效提升礦井的安全性，降低生產成本，同時也能提高煤礦的自動化能力。

（1） 高壓變頻器對電網幾乎是完全無害的，因為變頻器在改造以后，風機能夠進行變頻軟啟動，從而可以防比啟動電流變化為對電網等設備造成沖擊，有效增加電氣設備的使用壽命；

（2） 根據需求來調節風量大小，可以避免浪費使用高壓變頻器以后，風機送風量可以無需風門進行調節，而是通過變頻器進行變頻調節，按照生產所需調節風量大小，降低了能源浪費。

高壓變頻器在實際的使用過程中存在的主要問題有：增加了喘振現象發生的可能性，產生了高次諧波，購買費用和維護費用高，節能效果不明顯，噪聲大，工作人員不熟悉操作等。所以應對的方式可以從多方面展開：首先是采用市場上的無諧波變頻器來代替一般變頻器來減少諧波的產生，從而減少了電機和電力設備之間的磨損；是否采用變頻器也要根據企業的規模和工作效率來確定；對于高壓變頻器的噪聲大的問題，企業可以采用一些降噪方式，降低高壓變頻器工作時產生的噪聲；與此同時加強對于操作人員和維修人員的培訓工作，讓操作人員熟悉了解高壓變頻器的操作方式和使用方法，讓維修和檢修人員了解高壓變頻器的內部結構，掌握必要的知識和技術來進行維修和檢修工作。

4 結語

文中介紹了高壓變頻器工作原理、選型要求，以及在膠帶輸送機、通風機中的應用。高壓變頻器在使用中取得了顯著的效果，解決了許多實際問題。