变频器在井下强力皮带输送机中的应用研究
- 格式：doc
- 大小：24.50 KB
- 文档页数：3
变频器在井下强力皮带输送机中的应用研究
摘要低压软启动控制的井下皮带输送机，在作用过程中效率不高，且对电网安全运行有一定的危害，从安全与经济效益出发，将皮带输送机的驱动系统改用变频器电控系统控制。
本文通过对变频电控系统原理进行分析，对皮带机驱动系统的改造方案进行深入细致的阐释，变频驱动被采用后获得了良好的反馈，对矿井原煤的安全稳定生产起到了积极作用。
关键词变频器；改造；皮带输送机；调速
煤矿井下主要使用胶带输送机进行煤炭的运输工作，在传统的煤炭运输当中，主要使用低压软启动器来控制皮带运输机的工作，这种控制方式是建立在固态继电器的位移基础上，这样才能够准确的提升电压，来完成速度和电压的调节。
因软启动器不能改变工作过程中的频率，而只能对输出电压进行调节，因此输送机无法根据出煤量来调整转速，综合经济效益降低，并且启动电流过高，电力供应的压力随之增大，容易出现保险丝烧断的情况，对施工造成较大的影响。
通过比较分析，采用变频器电控系统作为皮带输送机的驱动，获得了良好的成效。
1 优化皮带输送机电控的系统环境
1.1 对电控设备进行改造
变频器为实现正弦电流的输出而采用PWM 脉冲宽度调制技术。
它的工作方式是按正弦波规律调制脉冲宽度然后输出，才能均衡产出正弦电流。
在皮带输送机的控制系统当中运用到变频器的优点很多，当煤矿的产量提升到一定的水平时，即便电动机一直处于全速运行的状态，也不会出现故障而中断产煤作业，而当整个煤矿的产量较小时，工作人员能够自行调节电动机的转速，也能够节约资源与能量，也给管理人员的自我调节提供了更大的空间。
在实际工作中，可以在现场配备三台变频器，将其中一台作为主机，剩余的对其进行辅助，以便提升控制工作的准确程度。
工作人员只需对主机上的变频按钮进行调节，就能够控制所有变频器的转速。
而当辅助机器其中之一出现故障时，所有的控制工作自动转换到未发生故障的机器上进行。
当主机出现了故障，就自动将两台辅助机器作为工作的重点，灵活应对所有的突发状况。
确保皮带输送机的正常工作，产煤工作不会因为突发状况而中断。
1.2 控制系统结构
皮带机的集中控制系统设计以集成化、网络化为主，让系统具有安全、可靠、经济、操作方便等优点。
以二级分步式计算机作为集散式控制系统，检测、显示、控制、保护并管理皮带输送机的运行过程。
系统设立了操作站和现场控制站。
现场控制站为SIEMENS S7—300系列PLC，操作站为SIEMENSTP170A。
由4台变频器、现场控制站（主控PLC）和操作站（TP170A）组成的DP网络，变频器通过DP网络与现场控制站进行运行反馈数据的交互，现场控制站是操作站的
首要交互点，反馈运行状态以及传递控制指令都依赖于此。
编程器对各方进行编程调试可通过连入总网或者DP网中来实现，人工使用触摸屏来收集现场控制站和操作站的运行数据。
2 变频器的优点及应用效果
2.1 变频器的优点分析
1）由于变频器的存在，皮带机的起动与停止都十分稳定。
在以往的煤矿生产当中，只要皮带运输机要进行操作，在其启动与暂停的瞬间都会带来较大的冲击力，皮带机的各个部分都会受到上述应力的作用而出现磨损。
与此同时，电网也会在此过程中受到冲击。
在煤矿生产中应用到隔爆变频器，能够人工对其启动与暂停进行调节，甚至能够灵活设置其启动与暂停的速度，因此皮带机能理想的避免硬起动和硬停止，避免过于激烈的启动或是暂停给机器带来较大的损耗。
这样能够显著提升设备的使用寿命，以便创造更大的经济利益；
2）为了确保在较大载重情况下的皮带机的稳定启动，应当确保转速较低，而转矩较大。
煤矿生产与其他行业不同，在生产过程当中，皮带机的载重情况往往是随时变化的，在整个运输过程中，一般会进行数次重新启动。
这就给传统的皮带机控制手段提出了新的要求，往往需要安排专人对皮带机上过重的煤矿进行清理，这就大大影响了整个运输的工作效率，也是管理人员苦不堪言。
在使用了无速度传感器的皮带机控制系统当中，皮带机能够自主实现转矩的平衡，确保转矩的适当，是皮带机在安全稳定的状况下实现启动与停止。
2.2 使用变频器所带来的效果
1）在应用了变频器进行控制的煤矿当中，工作人员的工作重心从繁重的井下作业当中解放出来，只需要根据煤炭产量对皮带机进行调节，这样又能减少煤炭的漏采，也能节约下大量的能源。
要想调节电机的转速，只需使用无极调速的方式，就能够大幅降低机械的冲击强度；在使用了变频器之后，也能够灵活保护电机，避免出现由于电机过热等原因而导致的安全事故，收到了较好的效果；
2）在矿井的日常生产当中，为了确保安全，应当完善矿井的供电体系。
由于当前环境下，大部分煤矿企业的矿车作业面都达到了极深的程度，地下的供电系统也十分复杂，就给相应的供电保护系统带来了较大的难度。
往往由于用电程度过高，井下频繁的出现跳闸现象。
而皮带机在启动或是停止的时候，往往会带来较大的电流，就会发生跳闸，甚至是烧坏供电网络。
而变频器的使用能够整合多脉冲电流，确保电流的波动处于可以接受的范围内，不给供电网络带来更大的压力；
3）变频器还有调整皮带机功率的功能，能够优化整个电网的工作方式，尽量降低无功电流，提高矿井供电的安全性，确保能源得到充分利用；
4）由于变频器的加入，胶带不会出现较大的动态张力，因此也能大幅度的
提升其使用寿命，维修人员不需要频繁的维修机电设备，给矿井带来更大的利润空间。
3 结论
从在井下一年多的皮带输送机变频器试运行结果中可知：在变频器的参与之下，皮带机能够达到较好的工作水平，整个运输系统趋于稳定，安全可靠，安全事故发生的频率降到了较低水平，不用担心原煤产量问题，而且不必浪费大量电能和维修费用，矿井的经济效益得到较大提高。
参考文献
[1]苗继军.变频技术在带式输送机远距离运输中的应用.工矿自动化，2012（6）.。
