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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。
刮板运输机变频器技术规格书刮板运输机高压变频器技术规格书第一部分条件和规范一、总则1、本技术规格书的使用范围，仅限于榆林市华瑞郝家梁煤矿刮板运输机变频器设备的招标采购，它提出了系统设备的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
2、本技术规范提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术要求作出详细规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供货方应保证提供符合本技术规范和相关的国际国内标准的优质产品及其相应服务。
如遇到与供货方所执行的标准不一致时，按较高的标准执行，但不应低于最新国家标准。
3、如对本技术规范有偏差(无论多少)都必须清楚地表示在本技术规范的“差异表”中。
否则将认为供货方提供的产品完全符合并接受本技术规范和标准的要求。
4、在合同签定后，购买方有权因设计、规范、标准、规程发生变化而提出一些补充要求，供货方应无条件接受并积极配合，且供货方不提出商务修改要求。
5、供货方提供的设备须是全新的和先进的，并经过运行实践已证明是完全成熟可靠的产品。
同时满足国家的有关安全、环保等强制性法规、标准的要求。
6、凡在供货方设计范围之内的主要外购件或外购设备，供货方应按招标文件及附图要求采购，而且购买方有权单独采购，但技术上均由供货方负责归口协调。
7、合同中同一参数出现不一致时，将按照满足工程质量及有利于购买方要求的原则修改确定。
8、本技术规格书未尽事宜，由双方协商确定。
9、本技术规格书为订货合同的附件。
（与订货图纸一并使用）二、设备运行条件1、海拔高度：+1100m；2、周围环境温度：0℃～+40℃；3、空气相对湿度：不大于95%（+25℃）；4、具有甲烷、煤尘等爆炸性和煤层自燃性的煤矿井下；5、耐震能力：按7级震区设防6、防尘等级：Ⅲ级三、规范、标准与规定《标准电压》GB 156《标准频率》GB/T 1980《电工电子产品基本环境试验规程》GB/T 2423《电气控制设备》GB 3797《半导体自换相变流器》GB 7678《电气传动控制设备基本试验方法》GB 10233《交流电动机半导体变频调速装置总技术条件》GB 12668 《半导体电力变流器电气试验方法》GB/T13422《电器动热稳定》GB2706《抗振动标准》IEC68-2-6《抗冲击标准》IEC68-2-27《EMC抗干扰标准》IEC1000-4《EMC传导及辐射干扰标准》IEC1800-3《工业环境的一般标准》EN50082-2《电气和电子工程师学会》IEEE519《电能质量电压允许波动和闪变》GB 12326《干式变压器》GB 6450《干式电力变压器技术参数和要求》GB/T 10228《干式电力变压器负载导则》GB17211《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 620 《半导体变流器》GB/T 3859《包装储运图示标志》GB/T 191—2008《低压开关设备和控制设备》GB14048-2006《调速电气传动系统》GB/T 12668《电能质量公用电网谐波》GB/T14549-1993《机电产品包装通用技术条件》GB/T 13384-2008《煤矿井下用电器设备通用技术条件》MT 661-2011《防爆电器橡套电缆引入装置》JB 4262-1992《矿用产品安全标志标识》AQ 1043-2007《爆炸性环境用防爆电气设备》GB 3836-2000《矿用一般型电气设备》GB12173-90《煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术要求》MT209-9进口电气设备遵守国际电工委员会IEC标准；电磁装置的电磁兼容性符合GB/T17626-4-99标准有关规定要求《煤矿安全规程》（2016版）。
永磁变频驱动系统在刮板输送机上的应用摘要：本文研究了永磁变频驱动系统在刮板输送机上的应用。
刮板输送机作为一种重要的物料输送设备，在煤矿、电厂等行业得到广泛应用。
传统的刮板输送机采用机械式传动方式，存在能源消耗大、噪音高、维护难度大等问题。
永磁变频技术的引入可以有效地解决这些问题。
本文介绍了永磁变频技术的原理和特点，并提出了基于永磁变频技术的刮板输送机设计方案。
实验结果表明，采用永磁变频驱动系统的刮板输送机具有能耗低、噪音小、运行稳定等优点，具有广泛的应用前景。
关键词：永磁变频驱动系统刮板输送机应用1.引言刮板输送机作为一种重要的物料输送设备，在煤矿、电厂等行业得到广泛应用。
传统的刮板输送机采用机械式传动方式，存在能源消耗大、噪音高、维护难度大等问题。
因此，研究开发新型的刮板输送机驱动技术，对提高刮板输送机的效率和降低运行成本具有重要意义。
永磁变频技术具有体积小、效率高、能耗低、运行稳定等优点，已经在风力发电、电动汽车等领域得到了广泛应用。
将永磁变频技术应用于刮板输送机上，可以有效地解决传统刮板输送机存在的问题，提高刮板输送机的运行效率和安全性，降低运行成本。
此外，随着煤炭等行业对环保和能源利用效率的要求不断提高，采用永磁变频驱动系统的刮板输送机符合绿色环保、节能降耗的要求，具有广阔的应用前景。
1.永磁变频技术的原理和特点2.1永磁变频技术原理永磁变频技术是一种新型的电机驱动技术，采用永磁同步电机作为驱动电机，利用变频器控制电机的转速和扭矩。
在永磁变频技术中，电机控制系统通过变频器将交流电源转换为直流电源，并通过交流电机将直流电转化为交流电，从而实现对电机转速和扭矩的精确控制。
永磁同步电机是永磁变频技术的核心部件，它具有高效、节能、低噪音、高可靠性等优点。
在永磁同步电机中，通过在转子内部安装永磁体，使转子成为永磁体，从而实现了无需励磁的特点，大大降低了能源消耗。
同时，永磁同步电机采用高效的电子调节技术，可以实现对电机的精确控制，从而提高了整个系统的效率。
煤矿胶带输送机变频调速系统技术改造随着煤矿生产的发展，长距离，大运量、大功率带式输送机在煤矿上的使用量也愈来愈多。
合理选择大型胶带输送机的驱动方式，能够实现可调的、平滑的而无冲击的启动力矩，减小输送机运行过程中的动张力，改善输送机整体的受力状况，保护电网免受冲击，减少输送机运行过程中的功率损失，提高输送机电控系统的稳定性、可靠性、安全性。
实际应用表明采用变频控制系统对输送机进行变频调速控制可以较好的实现力矩速度控制功能，提高整机运行过程中的安全稳定性。
胶带输送机是以输送带兼作牵引机构和承载机构的一种连续动作式的运输设备，它在矿井地面和井下运输中得到了极其广泛的应用。
带式输送机要求驱动系统能够提供可调的、平滑的而无冲击的启动力矩，以减小动张力，从而改善输送机及整机的受力状况，并保护电网免受冲击。
在多台电机驱动情况下，要求各驱动装置之间能够做到功率基本平衡，或者说具有合理分配驱动功率的能力；对于长距离胶带输送机还要求提供慢速运行以满足日常检修维护；对于大功率、高耗能、长时运转设备还应要求具有明显的节能效果。
变频调速控制驱动方式是一种值得尝试推广的新技术，通过实践应用具有较好的使用效果。
胶带输送机变频调速系统工作原理介绍1.1交流变频调速技术的基本原理交流电动机变频调速技术是在近几十年来迅猛发展起来的电力拖动先进技术，其应用领域十分广泛，该技术是一种以改变交流电动机的供电频率达到交流电动机调速的目的，是利用电力半导体元件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能装置，其基本原理是通过整流桥将工频交流电压变换为直流电压，在通过逆变器转换为频率，可调的交流电压作为交流电动机的驱动电源，使电动机获得无极调速所需的电压和电流，根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速，是一种无附加转差损耗的高效调速方式，可以大幅度提高工作效率，减少能源空耗。
现在的交流变频调速技术是微机技术、电力电子技术和电机传动技术的综合应用，是强弱电混合、机电一体的综合性技术。
2021.14科学技术创新3.3kV 矿用组合高压防爆变频器设计探究吴世均（上海伟肯实业有限公司，上海201806）煤矿采掘面驱动刮板机、转载机和破碎机的设备，都要求无极调速、低频大转矩特性，传统的液力偶合器调速系统根本无法满足工况要求。
采掘面3.3KV 供电系统早已得到应用,3.3KV 防爆高压变频器应运而生。
本文以模块化思路实现高压防爆变频器设计，规避共整流方式的缺点，满足变频器故障不停运，快速维修的要求，为煤矿可靠地实现智能化生产做出一定贡献。
1项目概况本项目设计3.3kV 组合防爆高压变频器，包括两组合、三组合两个大的类型，每一个类型包括1250kW 和2000KW 两个功率段的变频器，由于涉及到多种变频器，而同功率的两组合和三组合变频器，物料类型相同，所以变频器主回路采用多个单独主回路拓扑结构，并且对主回路进行划分，形成了5个功能模块。
控制回路也进行划分，形成内控和外控两大模块。
相同功率的变频器，就可以直接使用这些功能模块，既减少了设计工作量，又利于提高生产和售后服务效率。
2整机设计矿用组合高压防爆变频器主回路采用交直交电压型拓扑，整流拓扑结构采用串联12脉动整流或者6脉动三相桥式整流、直流采用模块式薄膜电容、逆变采用一字型三电平拓扑。
如图1所示的12脉动的3.3KV 单台高压防爆变频器主回路拓扑图。
在三组合变频器中，含有三台相同的变频器，三台变频器的主回路完全相互隔离，其中任何一台变频器出现故障，可以直接断掉电源，启动备用变频器，或者剩下的变频器投入运行，不影响煤矿的生产。
可将图1的主回路划分为5个模块：（1）功率输入单元：包括高压继电器、预充电电阻、主真空接触器KM1和KM2。
（2）模组Z+U ：包括整流部分、均压电阻和逆变U 相。
（3）模组V+W ：包括逆变V 相和逆变W 相。
（4）储能单元，包括C1-C6的薄膜电容。
（5）功率输出单元，也就是输出电抗器，如图2所示。
在整机布局中，可以将组合变频器的所有功率输入单元统一放入外控腔，将剩下部分放置在变频腔中，这样组合变频器就由一个外控腔和多个变频腔构成。
浅谈矿用隔爆兼本质安全型高压变频器的使用作者：程昆坡来源：《中国科技博览》2015年第02期[摘要]变频器具有过载、过电压、欠电压、缺相、过热、漏电、接地、短路等保护功能。
还具有启动转矩大、启停平稳等特点，能实现交流异步电动机在各种负载情况下的重载软启动、调速、停车等功能，彻底消除机械及电气冲击，延长设备使用寿命。
在使用多台变频器拖动同一带式负载时，各变频器之间自动调节输出转矩，实现多台设备之间的动态功率平衡。
[关键词]变频器转矩冲击中图分类号：TN773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）02-0000-012013年以前，我矿综放工作面刮板输送机一直使用组合开关控制启停，输送机链条、刮板、溜槽、链轮、减速箱等传动部件时常损坏，事故率高发，是影响生产效率的重要因素。
2013年在开采10303综放工作面时，我矿在前后部刮板输送机启停控制中首次使用BPJV1-2000（1400）/3.3 矿用隔爆兼本质安全型高压变频器（以下简称变频器）。
发现变频器能减少动力系统机械磨损，节约材料成本，减少机电事故，提高了生产效率，对刮板输送机起到极大的保护作用。
1 BPJV1-2000（1400）/3.3 矿用隔爆兼本质安全型高压变频器简介1.1 主要用途及适用范围适用于交流50Hz，3.3kV 电压等级，2000（1400）kW 及以下三相交流异步电动机的变频调速控制。
变频器为二象限运行变频器，适用于刮板输送机、胶带输送机等场合，不能用于绞车提升等四象限运行场合。
1.2 使用环境条件·海拔高度不超过2000m；·环境温度应在5℃～+40℃范围内；·空气相对湿度不大于95%（+25℃）；·具有甲烷和煤尘等爆炸性气体混合物的煤矿井下；·无蒸汽或破坏金属和绝缘材料的腐蚀性气体的场所；·无显著摇动和剧烈冲击振动的环境；·无滴水的场所。
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。
综采工作面三机配套方案综采工作面的“三机”是指采煤机、液压支架、刮板输送机,是综采工作面的主要设备。
其选型首先必须考虑配套关系,选型正确先进、配套关系合理是提高综采工作面生产能力、实现高产高效的必要条件。
1“三机”的选型原则1.1采煤机的选型原则(1)采煤机能适合的煤层地质条件,其主要参数(采高、截深、功率、牵引方式)的选取要合理,并有较大的适用范围。
(2)采煤机应满足工作面开采生产能力的要求,其生产能力要大于工作面设计能力。
(3)采煤机的技术性能良好,工作可靠,具有较完善的各种保护功能,便于使用和维护。
采煤机的实际生产能力、采高、截深、截割速度、牵引速度、牵引力和功率等参数在选型时必须确定。
实际生产能力主要取决于采高、截深、牵引速度以及工作时间利用系数。
采高由滚筒直径、调高形式和摇臂摆角等决定。
滚筒直径是滚筒采煤机采高的主要调节变量,每种采煤机都有几种滚筒直径供选择,滚筒直径应满足最大采高及卧底量的要求。
截深的选取与煤层厚度、煤质软硬、顶板岩性以及移架步距有关。
截割速度是指滚筒截齿齿尖的圆周切线速度,由截割部传动比、滚筒转速和滚筒直径确定,对采煤机的功率消耗、装煤效果、煤的块度和煤尘大小等有直接影响。
牵引速度的初选是通过滚筒最大切削厚度和液压支架移架追机速度验算确定。
牵引力是由外载荷决定的,其影响因素较多,如煤质、采高、牵引速度、工作面倾角、机身自重及导向机构的结构和摩擦系数等,没有准确的计算公式,一般取采煤机电机功率消耗的10%~25%。
滚筒采煤机电机功率常用单齿比能耗法或类比法计算,然后参照生产任务及煤层硬度等因素确定。
1.2液压支架的选型原则(1)液压支架的选型就是要确定支架类型(支撑式、掩护式、支撑掩护式)、支护阻力(初撑力和额定工作阻力)、支护强度与底板比压以及支架的结构参数(立柱数目、最大最小高度、顶梁和底座的尺寸及相对位置等)及阀组性能和操作方式等。
(2)选型依据是矿井采区、综采工作面地质说明书。
