牛柏森

(河南永錦能源云蓋山煤礦二礦，河南 禹州 461670)

1 變頻調(diào)速技術的基本原理

“變頻調(diào)速技術”是一項通過改變供電頻率以影響交流電機來控制電機轉(zhuǎn)速的一項技術。這項技術有很強的綜合性，其囊括了計算機、電子工程技術、電動機械傳動技術和強電弱點融合技術等等。該技術通過使用電力半導體所擁有的通與斷的功效將工作頻率電源轉(zhuǎn)變成某個特定頻率的電量控制裝備。工頻電源經(jīng)過整流橋的整流作用后變?yōu)橹绷麟妷?，然后直流電壓在逆變器的作用下成為交流電壓，化身為?qū)動交流電機工作的電源。此類調(diào)節(jié)方法能完成無附帶的轉(zhuǎn)動速度差的調(diào)節(jié)，還能夠使得電機獲得無極速度調(diào)節(jié)的電壓與電流，完成平滑調(diào)速，穩(wěn)定且有效地提升機械工作效率。

2 變頻調(diào)速技術在礦用皮帶傳輸機應用的意義

2.1 礦用皮帶變頻系統(tǒng)簡介

在矢量控制器的作用下，礦用型皮帶傳輸裝置結合變頻調(diào)速技術完成驅(qū)動主電機等各項工作。同時，相關的運輸設備可以在傳感器收集到的電機運行、皮帶運輸機工作條件和工作狀態(tài)等各類信息幫助下，由控制系統(tǒng)集中調(diào)控，做出實時反應，完成礦用皮帶運輸機的多項控制技能。主控臺和變頻臺等構成礦用皮帶運輸系統(tǒng)的主要部件在操作人員的操作下，可實時通過控制樞紐來完成對礦用皮帶傳輸機的各項運作，相關運行參數(shù)還能同步通過人機交互界面和顯示燈等表現(xiàn)出來，可以有效地提高人員操作的精確性，提高容錯率。

2.2 變頻技術的應用意義

地域性的區(qū)別使得環(huán)境差異較大，煤炭挖掘與開采的方式也會存在相當大的差別，這在很大程度上增加了礦井工作的差異性。因為工作開展過程中存在大量不可控內(nèi)容，這些內(nèi)容都嚴格苛求對礦開采。為確保各項工作按照原有計劃進行，設備和運輸裝置等將相應開展實時調(diào)整，傳統(tǒng)的礦用皮帶傳輸機在直流供電時功率很大，能源的損耗也不小，縮減了企業(yè)利益。礦用皮帶傳輸機與變頻技術的結合使得該系統(tǒng)能夠通過電動機等裝置完成功率和運轉(zhuǎn)能耗的調(diào)整，而后工作的有效性明顯地提高，對促進后續(xù)各項工作有效開展有著很大幫助。

3 變頻調(diào)速技術在使用過程中的抗干擾措施

3.1 產(chǎn)生變頻器干擾的原因

電機轉(zhuǎn)速與供電頻率呈正相關，故該技術的主要方法為“變頻”(運輸系統(tǒng)的供電頻率)改變“電機轉(zhuǎn)速”。然而，變頻器在運行中經(jīng)常受到外部電網(wǎng)的擾動諧波，這就使得電網(wǎng)中的電壓和電流產(chǎn)生改變。若工作人員在變頻器工作期間沒有能夠及時發(fā)現(xiàn)和處理這些諧波，因諧波而波形畸形的電壓和電流將使得電網(wǎng)產(chǎn)生噪音，進而影響到變頻器。除了電網(wǎng)的外部擾動之外，變頻器在高速模式切換中也容易產(chǎn)生大量的噪聲，故變頻器本身也將成為產(chǎn)生變頻器干擾的原因之一。

3.2 變頻器防干擾措施

使用短的信號線來利用外部信號控制變頻器，分離變頻器的各項線路，利用上屏蔽罩，并使用雙芯屏蔽的方式來減少和隔絕信號線的電磁干擾。除使用隔絕干擾源頭的方式來減少擾動外，運用電抗器以抑制外部電網(wǎng)造成的諧波擾動也不失為好方法。運用在變頻器輸入端和電源之間安裝電抗器的方法以減少電網(wǎng)引起的諧波擾動，這樣的方式主要是通過安裝交流電抗器抵制輸入電流中的低次方諧波來減少外部電路網(wǎng)絡給變頻器帶來的附帶影響。除此之外，交流的電抗器擁有很強的提升功率的功效，能夠讓變頻器以更佳狀態(tài)運行。將電控制器安裝在濾波功效的電容器和整流橋間，就能得到交流電抗器另一端的結果，能夠減弱輸入電流中的高階次諧波來減弱外部電網(wǎng)的影響。此外，有效的接地方法理應在利用電抗器消除諧波的運作過程中同步減弱外部電網(wǎng)的諧波造成的擾動，還在減弱變頻器自身的干擾上有著顯著作用。變頻器的接地應當遠離其它電氣動力設備的接地點，避免其它電力設備在工作中產(chǎn)生噪聲對變頻器在接地端產(chǎn)生新的干擾。

4 變頻調(diào)速應用探究

4.1 初始階段

起步階段時間變化很大程度取決于動滑輪的靜態(tài)電阻。在機器啟動的初步階段，機器的阻力主要從靜止阻力變化為動態(tài)阻力。傳輸帶因分布在不同位置的不規(guī)則變動的阻力發(fā)生較為劇烈的振動，機器的運作也同步由截面內(nèi)側(cè)的張力增大得以實現(xiàn)。但傳輸帶初始的增加張力幾乎是機械在啟動途中的所有張力來源，所以，變頻的驅(qū)動方法能夠把傳輸帶的動力輸入點回返到傳輸帶，確保傳輸帶運作過程中張力的宏觀上實時平衡。

4.2 運行階段

運行階段作為運輸期啟動后等待達到額定功率的過渡階段，不穩(wěn)定性較高。這一階段內(nèi)交流電機剛剛啟動，在輸入點有著強大的動態(tài)張力，傳輸帶因分布位置不同，角度不同等因素各個部位的阻力相差甚大，故此階段整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性在整個過程中屬于較差的一段。

4.3 控制階段

礦用皮帶系統(tǒng)經(jīng)過了起始階段和運行階段后進入了控制階段，此后即可以實現(xiàn)實時地改變電壓頻率以控制電機轉(zhuǎn)速。在此過程中轉(zhuǎn)速的提升動作在誤差允許方位內(nèi)以相當平穩(wěn)平滑的速率逐步增大，直到逼近額定轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速提升加速度逐漸下降，最后趨近額定轉(zhuǎn)速。該種調(diào)節(jié)方式最大的優(yōu)勢在于能夠使得機器平滑運作，降低機器的啟動動作損耗電機的程度，使得機器壽命延長，同時通過減少對電機的檢修工作增加運作時間以提高企業(yè)利潤。

5 結語

與傳統(tǒng)的皮帶運輸機相比，應用了變頻調(diào)速的運輸機在調(diào)速敏捷性和穩(wěn)定性方面都有著獨到的優(yōu)勢，能夠有效解決傳統(tǒng)機械調(diào)速區(qū)間小、能耗大、運作不平滑等缺點。工程中的各項實踐數(shù)據(jù)可以說明，運用了變頻調(diào)速技術后的皮帶運輸機可大幅減少維護工作上的工作量和工作時長，對系統(tǒng)的損耗也明顯降低，可以非常直觀地提升礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益。