变频软启动在刮板输送机上的应用

刮板输送机中变频调速技术的应用李冬生（阳煤忻州通用机械有限责任公司，山西 忻州 034000）摘要：刮板输送机是煤矿生产中重要的机械设备，在刮板输送机中利用变频调速技术，能够较大程度改善传统煤矿运输控制系统的性能，避免出现剧烈的拉力和动态阻力，保持煤矿运输系统的平稳工作状态。

此外能够实现较大范围调速，调速效果较好，提高工作效率，并实现节能。

文章通过对刮板输送机变频技术工作原理进行分析，根据刮板输送机的特性，结合刮板输送机中变频技术的特点，探讨了刮板输送机的变频调速技术应用步骤，能够提高煤矿生产效率，提高设备的经济效益。

关键词：刮板输送机；变频调速；经济效益中图分类号：TH227 文献标志码：A文章编号：1672-3872（2017）14-0096-021 引言在刮板输送机中使用的变频调速技术通常是指对交流电动机进行变频调速，对三相异步电动机的转动速度和频率进行调整，调整时对供电频率进行变频处理，从而使电动机实现先进的调速效果和节能效果[1]。

刮板输送机进行变频调速已经得到煤矿生产企业的重视，在煤矿运输系统中有着重要的作用，加速变频调速技术在刮板输送机中的应用，可以提高煤矿生产效益，提高煤矿生产管理水平。

2 变频调速技术的原理煤矿调速变频系统主要由变频器主体、电抗器和辅助器件构成，不同期间之间彼此进行配合实现对电动机的速度控制和故障保护。

变频器可以使用可控硅进行整流处理，并使用IGBT功率器件构成逆变器，交流供电由上级馈电开关进入整流模块，整流成直流电，在使用滤波电容处理后进入IGBT，将直流逆变成相应频率、相位和电位的交流，实现对电动机的供电[2]。

并利用异步电动机转速公式，电动机转速同电动机电流频率成正比关系，因此要实现平滑地调整异步电动机的运行速度，就要连续对供电电源进行调整。

然而当f变化时，电动机的其他参数也会相应的变化，从而对调速效果产生影响。

要想解决此问题，就要根据电机学的相应知识，配合定子电压，根据电机学异步电动机定子电压平衡方程可知，当f 下降时，n会上升，电阻将会下降；当电压不变时，U和E不发生变化。

变频技术在大功率刮板机上运用摘要：控制系统采用无速度传感器矢量控制技术。

采用矢量控制的变频器，参照直流电机控制方式将异步电机定子电流空间矢量分为产生磁通的转子励磁分量和此垂直产生转矩的电流分量。

调速范围宽、起动力矩高、精确度高，响应快。

矢量控制实质在于消除电机多变量的内在耦合，并控制其大小及相位，从而获得优良的动态性能。

关键词：矢量控制；重载启动；功率平衡；电压波动一、前言随着现代化综采工作面采煤技术的应用，工作运输装机功率逐代增加，工作刮板机传动装置由较为先进的摩擦限矩器取代了液力耦合器传动系统。

因原有液压连轴传动方式在现场使用过程中很难实现大功率运输设备的使用，且双速电机驱动方式易造成机械冲击和电气冲击，易发生启动困难、跳链等安全事故。

谢桥矿的综采工作面走向长度一般都数千米，如果刮板机维护不到位，造成链条拉伸，在生产过程中链条很容易过负荷拉断，影响安全生产。

二、要解决的技术问题1、在刮板机正常启动时，减少链条的冲击。

2、大功率刮板机在重载启动、且起动及停车平稳。

3、满足交流电机任意负荷情况下实现多台电机功率平衡。

三、具体实施方式主控屏：主要用来设置控制参数，如远控近控，保护。

急停钮：用来紧急停机和禁止变频器启动。

变频器设置屏：用来设置变频器保护参数，额定参数。

放电指示：用来显示输入是否有电。

母线电容是否有电。

不仅仅针对上述三个技术问题，综合考虑刮板机工作环境等一系列问题也需要予以解决。

1、井下巷道潮湿，散热条件差解决方案。

变频器采用内部加装除湿加热电阻、所有的控制板进行防潮防尘处理、加设水风热换装置。

只要定期清理滤网、确保水箱水位正常，采用普通水进行冷却，冷却系统简单可靠。

由于采取了以上措施使得变频器适应了井下潮湿、散热条件差的环境。

2、重载启动、卡链的大电流冲击解决方案。

（1）变频器主要器件为高品质进口器件，总冲击电流大，可形成启动转矩为额定的2-3倍。

额定输出电压3.3kV，过载2倍可承受1分钟，过载1.5倍可到2分钟，在1.2倍负载状态下长期连续运行。

FORUM 论坛工艺38 /矿业装备 MINING EQUIPMENT高压变频技术在刮板输送机上的技术应用□ 李　刚　同煤集团马道头煤业有限责任公司信息中心传统的刮板输送机运用的是液压耦合技术，该技术在满足电动机软启动的同时，也会因为自身系统复杂、维修工作量较大等特点，为使用过程带来不便。

随着技术的不断创新，将变频技术应用在煤矿领域已经是煤矿行业工作的重点之一，变频技术在处理刮板输送机的断链、堵塞等问题上都有着积极作用。

因此，高压变频技术在刮板输送机上的应用成为现今较热的话题，而如何对其进行应用，成为煤矿企业应深思的问题。

高压变频器的各组成部分与流程高压变频器的各组成部分高压变频器内部回路主要分为两个部分，一是主回路，二是控制回路。

主回路是指通过主回路可以使煤矿上10000V 的电压在经过移动变电站后，变电站将电压变为两路的1903V 电压，再将电压输入至变频器，通过变频器对电压进行变频输出控制，将电动机的输入电压频率控制在50Hz 以内，从而实现高压变频器的调速控制。

控制回路就是低压的控制设备，它由地面监控、显示台、TK200集中显示器、信号采集终端共同组成。

其中集中显示器在整个低压变频器中的意义最为重大。

当操作人员利用集中显示器进行刮板输送机的运行速度设置时，显示台能够分别显示出电流、电动机转输、转矩等主要的数据参数，将最终的数据信息传送至地面监控系统并保留历史数据。

集中显示台还能够根据信号采集终端进行电动机内油温与油量的定位。

高压变频器流程煤矿高压变频系统流程如图1所示，主要工作流程为：（1）控制系统连接电源，进行自检工作，如果自检系统存在故障问题，显示器会自动显示故障代码，如果故障没有发生，就会发送移变MCB 合闸命令。

（2）检验是否通过接收到的MCB 的信号，如果没有接收到信号就继续等待2秒，M CB 故障发生会禁止合闸，显示故障代码。

反之，变频器就会进入准备充电的状态。

（3）操作人员通过在中央控制台设置运行的速度，启动TK200，检测是否接收到信号，如果信号没有成功被接收，请重复进行信号的等待接受。

变频调速技术在煤矿刮板输送机中的应用摘要：近年来，我国的煤矿产业发展迅速，且为推动我国国民经济的增长做出了较大贡献。

作为煤矿工艺系统的核心构成，刮板输送机不仅关系着煤矿工艺的实时监控效率，而且对于整个煤矿产业的发展也具有重要影响。

为了进一步提高煤矿工艺系统的生产效率，本文引入变频调速技术，通过对变频调速技术的概念进行分析，在结合煤矿刮板输送机以及变频调速技术特点的基础上，对该项技术在刮板输送机中的应用展开了深入研究。

关键词：变速调频技术；刮板输送机；变频器；动态张力前言：变频调速技术的基本原理为，以电机转速与工作电源的输入频率之间的正比例关系为依据，通过变更电动机的工作电源频率，进而实现对电机转速进行改变的目的。

煤矿生产中，刮板传送机在启动和运行过程中，大都会受到动态张力以及静阻力的影响而使得输送机的传送带产生滑动，由此增加传送带的相对摩擦力和产生的热量，降低输送机运行的安全性。

相关实践研究表明，将变频调速技术引入煤矿刮板输送机当中，可以在保证输送机安全运行的前提下，有效延长输送机寿命并降低设备的维修量。

1 变频调速技术简述所谓变频调速技术是相对于交流电机而言的，是一种通过改变交流电机中的电频率而达到对系统调速目的的技术。

变频调速技术是一项综合性的技术，其不仅包括了计算机网络技术和电机传动技术，而且还包括了同电力、电子有关的多项技术，在借助电力半导体通断作用的基础上，将工频电源进行转化，使其成为具有另一种频率的电能控制装置。

而在交流电机运转的驱动电源方面，则是由整流桥对工频电压进行变更后得到的直流电源经逆变器转化为可调的交流电压来实现的。

由于在此过程中，并无转差损耗发生，因此，此种有效而快捷的调速方式便使电动机可以较为方便地获取无级调速的电流和电压。

但存在电力危机时，变频调速技术在利用电机负载变化规律的基础上，通过改变交流电源的频率以实现对电机速度进行调节的目的，进而使交流电机可以平滑地进行增速或是减速，有效提高了系统的工作效率。

浅谈软启动技术在刮板输送机上的应用摘要：近年来，相关技术人员将带载启动技术与刮板输送机技术相结合，从而在增大启动电流的同时，保障电机的启动模式处于空载状态，从而降低动力冲击与电流冲击对刮板输送机的影响。

本文通过深入研究刮板输送机的启动方式所存在的现实问题，探讨了不同软启动系统的优势与不足，该类软启动技术包括：CST系统、TTT系统与变频技术系统，并对上述软启动系统做出对比。

关键词：软启动技术；刮板输送机；应用1当前启动方式与启动问题分析近年来，我国煤炭资源矿井大多采用刮板输送机进行一线作业，并将该设备应用于输送量大、工作条件较为恶劣的环境中。

与此同时，随着社会主义市场经济的发展，煤炭资源需求量不断增大，矿井随之加大了日常开采强度，在此背景下，矿井等领域对刮板输送机的可靠性、使用周期、功率、输送距离、输送量等方面提出了更高的标准。

然而由于刮板输送机的启动方式为带载模式，因此，若输送距离过长、输送量较大，则刮板输送机将会产生启动频繁的现象，并由此产生一系列设备问题：①刮板输送机启动难度大：一般情况下，煤炭矿井日常作业行为中，刮板输送机存在停车随机的问题，这就表明，在工作时间内，刮板输送机的启动与停车的负载量不断变化，造成刮板输送机在再次启动过程中出现十分明显的困难性；②受刮板机自身的传动结构影响，刮板输送机在日常作业中承受大幅度的机械冲击，造成刮板输送机的链条之间出现多边形效应，即在咬合过程中产生一定程度的应力，致使刮板输送机在启动的瞬间受链条弹性的影响，发生链条变形，并最终增大咬合口之间的误差，电机亦要随之提高转动速度；③刮板输送机在启动过程中，引发显著的电网冲击力，例如，带载模式的刮板输送机的启动流量为限定电流流量的十倍左右，这就表明，刮板输送机的日常启动对电网的冲击力较为明显，此现象将会在无形中影响与电网相关联的其他设备的正常工作，并导致电机处于停止运行的状态。

2不同启动方式的对比2.1CST系统由液粘传动软件、电控系统、冷却系统、液压系统与减速箱组成的CST系统，内部装有一套专业的差速传动软件，该软件的主要优势在于将控制系统内的齿圈于摩擦片进行连接，保障二者处于一个转动频率，从而使得剪切油膜来传递摩擦片之间的扭矩。

变频调速技术在煤矿刮板输送机中的具体应用分析摘要：近年来，我国煤炭行业得到了较为快速的发展，而在煤矿生产过程中，刮板输送机是极为重要的机械设备，而刮板输送机功能的正常运行离不开变频调速技术的有效应用。

刮板输送机运行时，需要保持对煤炭及相关材料的持续均匀输送。

但是在实际运行过程中刮板输送机中的负荷电阻会随着输送强度改变而出现相应的扭矩变化，无法保持一定的匀速输送速度。

此时就需要采用变频调速技术来提升整个控制系统的整体性能。

基于此，文章对变频调速技术工作原理进行深入分析，进而对其在刮板输送机中具体应用进行有效探讨，以期能够为我国煤矿开采行业发展提供有效参考。

关键词：刮板输送机；变频调速；技术分析；应用变频调速技术在刮板输送机中的运用，主要的作用对象就是系统中的交流电动机，通过对其进行变频调速，来实现刮板输送机的匀速作业。

在刮板输送机运行过程中，对异步电动机转速、转子频率等进行调整，其关键在于对供电频率的处理方面，在实现刮板输送机变频调速的同时实现用电节约，这对于煤矿开采、输送有着至关重要的作用。

变频技术在刮板输送机中的有效应用，能够在最大限度上提高煤矿的生产效率，为煤炭企业的正常运行提供技术保障。

一、变频调速技术工作原理分析在煤炭开采生产过程中，刮板输送机的匀速运行依靠于煤矿变频调速系统的控制作用，系统中的主要运行主体就是变频器，同时借助电抗器，以及其他辅助器的辅助作用，实现了不同构造元器件之间在不同工作时间内的有效配合与控制。

除此之外，利用IG-BT功率器及相关构件组成逆变器，采用上下级反馈的方式对交流供电点开关进行整流，使交流电变为成直流电，对这些电流进行滤波电容器处理之后，赋予了直流逆变相应的工作频率。

刮板输送机对煤炭及相关材料进行运输需要保持一定的均匀速度，但是受到输送重量等的影响，在实际运行过程中负荷电阻会出现相应的扭矩变化，无法使刮板输送机保持一定的均匀速度运行。

在实际采煤输送中，刮板输送机在输送长度通常为几十米到一百米不等，并且在一些较为特殊的作业环境下要求能在较长时间段内处于较为低速的运行状态。

智能变频控制系统在刮板输送机中应用提纲：1. 智能变频控制系统的基本原理及对刮板输送机的应用2. 智能变频控制系统在刮板输送机中的优点和局限性分析3. 智能变频控制系统的具体实现方法与技术细节分析4. 智能变频控制系统对刮板输送机能效提升及使用成本控制的影响5. 智能变频控制系统在刮板输送机领域的未来发展方向分析提纲1：智能变频控制系统的基本原理及对刮板输送机的应用智能变频控制系统是一种电控制技术，可以控制交流传动电动机的转速、转矩、功率等参数，实现物体在各种标准轨迹中的运动。

在刮板输送机中的应用，智能变频控制系统可以根据实际生产需求来控制输送机的输送速度和运行时间，提高了生产效率并节约了能源。

智能变频控制系统的应用可以大大提升刮板输送机的运行效率，因为根据生产情况调整刮板输送机的运行速度，可以确保生产安全，并减少生产成本。

以下内容将针对智能变频控制系统在刮杂娄输送机中应用的优缺点进行分析。

提纲2：智能变频控制系统在刮板输送机中的优点和局限性分析智能变频控制系统在刮板输送机中的优点如下：1. 变频控制可以精确控制刮板输送机的速度和运行时间，避免了传统的运行时间过长或者运行速度过快的问题。

2. 变频控制可以有效减少刮板输送机冲击、淤积等问题，增加了输送效率。

3. 变频控制可以实现无极变速，使刮板输送机运行更加稳定，缩短了运行周期和故障率。

但是，智能变频控制系统在刮板输送机中的局限性也是明显的：1. 智能变频控制系统的硬件设备成本相对较高，同时维护与保养也较为复杂，需要有一定的技术人员管理。

2. 不同的地理位置、矿山类型，以及矿山生产规模对控制系统的配置与设备要求都不同，智能变频控制系统在不同环境下的适用性仍需要更多的实践证明。

3. 高功率的变频控制器使用寿命比较短，在运行过程中需要及时维护或更换。

提纲3：智能变频控制系统的具体实现方法与技术细节分析智能变频控制系统的实现方法可以十分灵活，具体的配置和组成方案需要根据生产和输送的规模需求以及设备的实际情况来确定。

QJGR-3503.3 高压软起动器在刮板输送机上的应用QJGR-3503.3 高压软起动器在刮板输送机上应用的论文摘要刮板输送机作为一种常见的物料输送设备，广泛应用于矿山、电厂、化工、冶金等行业。

为了提高刮板输送机的运行效率和可靠性，工程师们研发了一系列新型起动器，其中QJGR-3503.3 高压软起动器便是其中之一。

本文将针对该起动器在刮板输送机上的应用进行探讨和分析。

首先，本文将介绍刮板输送机及其常见的起动器类型；其次，本文将详细阐述QJGR-3503.3 高压软起动器的工作原理和优点；最后，本文将探讨该起动器在刮板输送机上的应用案例。

关键词：刮板输送机；起动器；QJGR-3503.3；高压软起动器；应用AbstractScraper conveyor, as a common material conveying equipment, is widely used in mining, power plants, chemical, metallurgy and other industries. In order to improve the operation efficiency and reliability of scraper conveyor, engineers have developed a series of new starters,among which QJGR-3503.3 high voltage soft starter is one of them.This article will discuss and analyze the application of this starter on scraper conveyor. Firstly, this article will introduce scraper conveyor and its common types of starters. Secondly, this article will elaborate the working principle and advantages of QJGR-3503.3 high voltage soft starter. Finally, this article will explore the application case of the starter on scraper conveyor.Keywords: scraper conveyor; starter; QJGR-3503.3; high voltage soft starter; application1.刮板输送机及其常见起动器类型1.1刮板输送机介绍刮板输送机是一种将物料从一处转运到另一处的常见物料输送设备。

刮板输送机用永磁变频驱动系统1. 永磁变频驱动系统永磁变频驱动系统的核心是由永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor， 以下简称 PMSM）和专用控制系统组成。

1.1. PMSM 原理PMSM 在结构上是由绕组与永磁体两部分组成。

定子绕组在通电后，同样激发了一个旋 转磁场，安装有永磁体的转子会跟随定子磁场，一起旋转起来。

只要转子的负载转矩不超过 设计的最大电磁转矩，转子转速会和定子始终保持同步，位置也保持相对静止。

电机工作所 需的磁通主要是由永磁体提供的，几乎不需要外界的无功，所以其功率因数和效率明显高于 异步电机。

虽然性能也因负载率变化而变化，但程度小的多。

PMSM 设计时所受限制很少， 可以定制任意转速、形状的电机，并保持很好的性能指标。

1.2. 永磁变频驱动系统与传统设备区别永磁变频驱动系统是应用层面创新的新型系统。

它把变频技术与 PMSM 有机的结合在 一起。

将 PMSM 低转速高转矩的特点与变频技术的优点相结合，简化了传动链，采用直驱、 半直驱、传统等多种方式接入系统，成功的应用于煤炭行业的专用机械如采煤机、掘进机、 皮带机、刮板输送机、煤层气抽气机等设备中。

充分发挥了 PMSM 功率密度大，布局紧凑， 体积小等特点。

永磁变频驱动系统尤其在低速（或零速）满转矩输出方面性能优越。

在皮带 机、刮板机设备的应用上，可以完美解决堆煤问题、重载启动问题可以解决。

PMSM 与传统异步机转矩输出曲线对比2. 刮板输送系统的应用2.1. 刮板输送系统现状分析现阶段刮板输送系统面临的 3 大问题： 停车随机、环境影响、负载变化无规律等 原因造成的起车问题； 松弛状态刚性锚链启动瞬间造成的强烈 机械冲击问题； 堆煤、重载启动时，电网冲击大、设备易 损坏等问题。

现阶段刮板输送系统驱动的几种软起方式： 普通液力耦合器启动方式 TTT（阀控充液式液力耦合器）启动方式 CST（可控启动传输装置）启动方式 双速电机启动方式 开关磁阻电机驱动方式 变频控制方式未来阶段刮板输送系统的发展趋势： 重型化发展，可以促进煤炭集约化生产和 高强度开采。