刁云飛

（山西煤炭進出口集團左云草垛溝煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037102）

引言

煤礦膠帶輸送機一般屬于三相異步電動機結(jié)構(gòu)，其在與液力耦合器連接以后，經(jīng)過減速箱的減速，再由滾筒來帶動機械工作。而該種類型的輸送機的啟動通常是由軟起動器來完成的，對于速度的調(diào)整則主要依靠液力耦合器所產(chǎn)生的機械效率。但這種運行模式存在一定問題，對于機械當中的膠帶強度要求較高，也可能在運行當中存在膠帶斷裂的情況，造成安全事故。為了增加機械的穩(wěn)定性，將變頻調(diào)節(jié)器技術(shù)應(yīng)用到膠帶輸送機當中，完成對該機械設(shè)備的技術(shù)改造。

1 膠帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)原理

變頻技術(shù)是微機技術(shù)以及電子技術(shù)的融合，在與電機傳動技術(shù)的集成當中形成機電一體形式的綜合技術(shù)。而變頻技術(shù)就是利用電力半導(dǎo)體的相關(guān)期間將原本的工頻電源轉(zhuǎn)化為另一種頻率的工頻，該種對于電能進行控制的裝置實現(xiàn)了對電壓的轉(zhuǎn)換，將交流電壓轉(zhuǎn)化為直流電壓，再通過逆變器轉(zhuǎn)化為頻率，從而實現(xiàn)電動機進行調(diào)速和受到變速控制[1]。該種綜合性技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)電動機負載的自動化變化，讓電動機在變速的時候變得平滑穩(wěn)定，能夠有效地提升機械工作效率，節(jié)省能耗。

2 煤礦膠帶輸送機變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)改造方案

通常膠帶輸送機的起動有四種方式：包括直接啟動、減速器配合電動機與液力耦合器進行啟動、電動機軟起動、變頻調(diào)速啟動。為了提升煤礦膠帶輸送機的工作效率，利用變頻調(diào)速器對輸送機進行技術(shù)改造。

2.1 起動方式比較

直接啟動方式下，設(shè)備的轉(zhuǎn)矩較大，但是在傳導(dǎo)過程中會存在傳導(dǎo)不均勻的情況，并且設(shè)備的尾部反應(yīng)比較慢，傳導(dǎo)煤礦的時候會出現(xiàn)膠帶底部大量堆積。液力耦合器啟動需要膠帶機進行帶動，而當轉(zhuǎn)矩達到一定程度時，膠帶才會在摩擦力的帶動下運轉(zhuǎn)，該種方式下的起動會出現(xiàn)膠帶打滑的情況，對膠帶的強度和厚度要求都非常精準，比較容易出現(xiàn)安全事故。電動機軟啟動的方式相比于前兩種方式更加平穩(wěn)，且轉(zhuǎn)矩也比較低，能夠減少設(shè)備變速的沖擊，電動機以及膠帶機等相關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)能夠延長使用壽命，對器件的耗費相對較小[2]。一旦出現(xiàn)重載會出現(xiàn)突然跳閘的情況并且無法起動，對膠帶機造成一定的沖擊磨損。變頻器起動的方式對于機械的調(diào)速控制更加緊密，能夠保持轉(zhuǎn)矩不變，并且在機械出現(xiàn)重載的情況下保持緩慢起動的狀態(tài)，避免對膠帶機造成沖擊。而且在變頻器的調(diào)解下，雙電機能夠保持同步，配合傳感器可以根據(jù)機械運送煤礦的數(shù)量自行調(diào)解速度，有效地節(jié)約能耗。從上述起動方式的對比可以明確得出，利用變頻器進行膠帶輸送機的起動方式更好。

2.2 案例分析

以陜西省榆林市某煤礦兩臺膠帶輸送機設(shè)備為研究案例。兩臺設(shè)備原油的起動方式為液力耦合器起動，并且在液力耦合器的配合下進行變頻調(diào)速。經(jīng)過工程作業(yè)發(fā)現(xiàn)該種調(diào)速方式不僅僅效率低下，而且對設(shè)備造成一定的損傷。在了解變頻器的起動效果以后，決定利用型號為CHV100-630-12的變頻器對兩臺機器進行改造，并且明確了改造的關(guān)鍵性技術(shù)。

本次改造先制定了直流母線的相關(guān)方案，并且明確了下垂控制功能，期望在技術(shù)改造完成以后，在兩臺變頻器的帶動下，膠帶輸送機的電動機能夠保持輸出功率平衡，避免運輸過程中出現(xiàn)過壓或者是過流問題。本次技術(shù)采用了多點V/F曲線來了解設(shè)備的轉(zhuǎn)矩，對轉(zhuǎn)矩進行提升，以便于解決重載狀態(tài)下出現(xiàn)的跳閘或者是無法起動問題。利用多段速來對速度進行調(diào)解，促使在煤炭運輸量較小的情況下，能夠自動降低輸送速度，節(jié)約能耗[3]。在兩臺設(shè)備當中還安裝了故障輸出信號以及相關(guān)運行信號，確保在設(shè)備出現(xiàn)故障以后發(fā)出信號，對設(shè)備進行停機保護，便于維護人員對設(shè)備進行檢修。改造前后設(shè)備參數(shù)對比如表1所示。

2.3 技術(shù)改造效果

在利用變頻裝置對兩臺設(shè)備進行技術(shù)改造以后，煤礦膠帶輸送機工作效果明顯。其已經(jīng)能夠順利實現(xiàn)軟起動或者是軟停止，隨意控制好設(shè)備停止或者是起動的時間，并且對設(shè)備的參數(shù)進行調(diào)控和設(shè)置，減少了膠帶機所受到的沖擊，回收制動能量。在改造完成以后，設(shè)備具有了重載能力，即使在運行中設(shè)備出現(xiàn)不可抗力故障而突然停止，也能夠保持設(shè)備系統(tǒng)的穩(wěn)定，降低出現(xiàn)故障的概率。本次技術(shù)改造當中還利用了無速度傳感矢量控制技術(shù)，對低頻運行進行轉(zhuǎn)矩控制，避免重載起動可能發(fā)生的故障問題。膠帶輸送機還具有了聯(lián)動和功率分配的功能，當多臺機器一起工作的時候，設(shè)備系統(tǒng)當中將自動檢測電機當中的電流，并對電流根據(jù)工作情況進行調(diào)整，實現(xiàn)電機功率的平衡。3 結(jié)語

應(yīng)用變頻技術(shù)對大功率設(shè)備進行技術(shù)改造，有效地提升了設(shè)備的運行效率，使煤炭企業(yè)達到省電的目的。目前，變頻調(diào)速的技術(shù)改造使膠帶輸送機更新?lián)Q代，實現(xiàn)了軟起和軟停，能夠自動調(diào)節(jié)頻率輸出，轉(zhuǎn)變原油的恒速運行狀態(tài)，在自動化的方向上又邁進了一步。

參考文獻

[1]暴瑞卿，盧巖，王玉超，等.常興煤業(yè)主膠帶輸送機變頻改造設(shè)計[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，33（9）：1 226-1 229.

[2]孫學(xué)政.變頻技術(shù)在大型膠帶輸送機中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（25）：46-48.

[3]陳靜.大膠帶輸送機高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計[J].工礦自動化，2010，36（6）：114-116.