李 寧

（山西煤炭運銷集團陽城四侯煤業(yè)有限公司， 山西 晉城 048100）

引言

帶式輸送機是煤礦生產中重要的機電設備之一，它具有運輸速度快、運輸量大、便于操作等優(yōu)點，但是在實際煤礦生產過程中，由于煤礦帶式輸送機自動化水平低，無法實現輸送機速度自動調節(jié)保護，導致輸送機在頻繁啟動、負荷以及電機功率不平衡等影響下，輸送機經常出現故障，如無法啟動、輸送機電機燒毀等，不僅降低煤礦采掘工作面安全高效運輸效率，增加了設備維修成本費用，而且很容易發(fā)生煤礦重大機電安全事故，對此，山西煤炭運銷集團陽城四侯煤業(yè)有限公司機電科通過技術研究，對當前煤礦井下采用的DTL1000 型帶式輸送機主要存在的問題進行分析，并對采用了變頻技術，力求進一步提高帶式輸送機運輸效率，提高輸送機自動化水平。

1 傳統(tǒng)帶式輸送機主要存在的問題

1.1 對膠帶的強度要求較高

正常生產時，由于帶式輸送機常常處于滿負荷運轉狀態(tài)，帶式輸送機運轉速度快且其物料重量大，會造成帶式輸送機皮帶短時間內產生巨大的張力，此時如果輸送帶的質量或抗拉強度達不到要求，將會導致輸送帶斷裂。因此，為了能保證輸送帶正常運轉，輸送機常常使用高強度輸送帶[1-2]。

1.2 工頻啟動需要使用較大的啟動電流

帶式輸送機在正常啟動時，通過工頻方式啟動的液壓耦合器會使電機產生大于額定電流3 倍的啟動電流。這種高強度的啟動電流會直接導致電機內部線圈燒損，同時迅速啟動電機也會導致電機內部零部件斷鏈。而且，帶式輸送機液壓耦合器啟動時產生的巨大電流也會造成供電系統(tǒng)電壓降較大或產生電網諧波，導致其他電氣設備不能正常使用。為了能夠降低帶式輸送機啟動時耦合器產生的巨大電流對電網的影響，可以將傳統(tǒng)的工頻啟動方式變?yōu)榭蛰d啟動方式。

1.3 帶式輸送機的電機功率不平衡

由于現代化千萬噸礦井的出煤量較大，帶式輸送機常常處于載煤量大、運輸距離長的狀況，為了能夠提高原煤的運輸效率，帶式輸送機通常采用雙電機驅動方式。然而雙電機驅動又會造成電機功率不平衡，特別是使用液壓耦合器方式啟動的輸送機很難解決電機功率不平衡的現象。

2 采用變頻技術對輸送機控制的方式及優(yōu)點

2.1 帶式輸送機變頻控制方式

1）由于輸送機采用雙電機啟動方式，為了能夠確保輸送帶正常運轉，雙電機通常安裝在輸送帶的機頭處，而且?guī)捷斔蜋C使用液壓耦合器啟動，從而造成輸送帶在生產時常常發(fā)生斷裂及跑偏事故。不僅增加了帶式輸送機的事故率，而且降低了礦井的出煤量。因此，技術人員將電機的啟動方式改為變頻啟動。根據礦井的實際生產條件及輸送帶的安裝位置，決定采用主從控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有結構簡單、電機數量少及輸出功率相同的特點。

2）通過使用一臺主控變頻器來控制輸出電機的轉矩，而且主控變頻器還能夠控制其他電機的轉矩，另一臺從控變頻器與主控變頻器保持相同的運行頻率。主控變頻器可以對外部信號及邏輯信號分析，控制輸出功率，而且還可以通過內部信號及外部信號對從控變頻器發(fā)出指令，從控變頻器也能夠接受內部指信號及主控變頻器的信號。

2.2 變頻優(yōu)點

變頻技術可將輸送機直流電直接轉換為單相或三相交流電。變頻器在實際生產中的電壓和頻率與電網的電壓和頻率不相同，通過電機運行曲線能夠看出運行曲線平行下移，這就說明變頻輸送機電機的啟動轉距比較大，此時只能使用較小電流來啟動電機。

3 帶式輸送機電子啟動主要優(yōu)點

3.1 帶式輸送機能夠緩緩啟動

帶式輸送機電子啟動能夠將電機的啟動時間放緩，特別是皮帶在重載啟動或停機時，電子啟動能夠將輸送帶運轉時內部儲存的能量緩慢釋放，降低輸送帶的張力，能夠防止輸送帶發(fā)生斷裂事故。

3.2 降低了對膠帶抗拉強度的要求

在帶式輸送機上使用變頻器能夠將皮帶的啟動時間延長，也可以根據輸送帶的實際使用情況對啟動時間進行調整，通過增加輸送帶啟動的時間，降低輸送帶的啟動速度和張力，降低輸送帶的斷裂次數，也降低了對輸送帶所使用皮帶的強度要求。在帶式輸送機上使用變頻器能夠大大降低資金在輸送帶皮帶強度上的投入，降低電機的事故率，提高了電機的使用壽命。

3.3 實現雙電機功率平衡

為了能夠達到雙節(jié)機轉矩平衡，可以將雙電機的啟動方式可以由原來的同時啟動改為用一拖一。當輸送帶的電機在低頻的狀態(tài)下啟動后能夠產生2倍的力矩，使輸送機電機平穩(wěn)輸出。

3.4 實現對速度的自動調節(jié)

在帶式輸送機上安裝煤流傳感器，能夠根據輸送帶上的載重及變頻電機輸出功率，自動調節(jié)輸送帶的運轉速度，減小輸送帶的張力，降低輸送帶斷裂事故。交流傳動系統(tǒng)能夠通過變頻調速系統(tǒng)實現輸送帶的無極調速。在實際生產中，如輸送帶上的物料較輕時，可以通過終端對輸送帶的速度進行調節(jié)，確保輸送帶速度處于較低狀態(tài)。低速運轉的輸送帶不僅能夠保障檢修人員的檢修質量及勞動強度，而且能夠降低輸送帶的用電量，提高輸送機的使用穩(wěn)定性[3-5]。

4 結論

1）帶式輸送機通過采用主- 從變頻器的控制方式后，輸送帶的用煤量及穩(wěn)定性得到了很大的提高，能夠將輸送機的用電量降低為原來的一半，使礦井的生產效率及經濟效益得到很大的提高。

2）輸送機在采用變頻技術能夠降低輸送帶的運轉速度，使輸送帶始終保持較低的運轉速度，不僅降低了輸送帶的磨損、電機的損壞以工作人員的勞動強度，而且提高了檢修人員的檢修效率。

3）2018 年6 月四侯煤礦機電科對井下三部DTL1000 型帶式輸送機采用了變頻控制技術，截止2019 年6 月通過一年實際應用效果觀察發(fā)現，帶式輸送機采用變頻控制技術后，提高輸送機啟動穩(wěn)定性，輸送機故障率降低至4%以下，全年可節(jié)約設備維修費用達47.4 萬元，取得了顯著的安全效益、經濟效益。