變頻器變頻技術(shù)在煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用探討

蔡雨

摘要：為了提高煤礦企業(yè)生產(chǎn)效率及質(zhì)量，從而保證煤礦企業(yè)生產(chǎn)工作處于順利開(kāi)展?fàn)顟B(tài)，進(jìn)而為煤礦企業(yè)積累更多工作經(jīng)驗(yàn)，便有必要在綜述變頻概念的基礎(chǔ)上，分析煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻器變頻技術(shù)的要點(diǎn)，以創(chuàng)新意識(shí)為切入點(diǎn)，就提出相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行深入探究。然而，從現(xiàn)階段我國(guó)煤礦皮帶機(jī)變頻技術(shù)應(yīng)用水平來(lái)看，仍停留于粗放型階段，尚存在較多問(wèn)題亟待解決。

關(guān)鍵詞：變頻器；變頻技術(shù)；煤礦生產(chǎn)；煤礦皮帶機(jī)

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，煤礦企業(yè)數(shù)量不斷增多，煤礦企業(yè)生產(chǎn)水平已取得一定進(jìn)步與發(fā)展。同時(shí)，為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，滿足日益增長(zhǎng)的煤炭生產(chǎn)需求，煤礦企業(yè)的工作重心逐步向皮帶機(jī)應(yīng)用變頻器變頻技術(shù)轉(zhuǎn)變。其中，變頻指改變?cè)O(shè)備供電頻率，調(diào)節(jié)設(shè)備負(fù)載，以滿足延長(zhǎng)使用年限、降低損耗及節(jié)約能耗的需求[1]。變頻技術(shù)的核心為變頻器，主要利用轉(zhuǎn)換設(shè)備供電頻率實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度率，將50赫茲固定電網(wǎng)頻改為30至130赫茲變化頻率，擴(kuò)大電源電壓適應(yīng)范圍達(dá)到140至270伏特，切實(shí)解決電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題。鑒于此，煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻器變頻技術(shù)的研究具有重要意義。

一、變頻器變頻技術(shù)的概述

變頻指改變?cè)O(shè)備供電頻率，調(diào)節(jié)設(shè)備負(fù)載，以滿足延長(zhǎng)使用年限、降低損耗及節(jié)約能耗的需求。變頻技術(shù)的核心為變頻器，主要利用轉(zhuǎn)換設(shè)備供電頻率實(shí)現(xiàn)自主調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度率，進(jìn)一步切實(shí)解決電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定影響設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題[2]。同時(shí)，相較于普通變頻器，高壓變頻器的優(yōu)勢(shì)顯著，以實(shí)現(xiàn)煤礦皮帶機(jī)軟啟動(dòng)為前提，緩慢啟動(dòng)電機(jī)促使有效釋放膠帶內(nèi)部貯存能量，大大減少皮帶機(jī)停止作業(yè)或啟動(dòng)作業(yè)時(shí)短暫沖擊力，避免膠帶受損，并且受變頻器特殊性的影響，即變頻器啟動(dòng)時(shí)間60分鐘內(nèi)可自主調(diào)整，客觀上延長(zhǎng)皮帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)間，進(jìn)一步放寬膠帶強(qiáng)度要求，降低整體成本投入，延長(zhǎng)皮帶機(jī)零部件使用年限。

高壓變頻器切實(shí)解決煤礦皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩平衡問(wèn)題，以變頻驅(qū)動(dòng)方式為主實(shí)現(xiàn)“一拖一”控制，即主-從控制方式或其他控制方式滿足維持轉(zhuǎn)矩平衡的要求，并且利用變頻技術(shù)中無(wú)極調(diào)控交流傳動(dòng)系統(tǒng)可實(shí)時(shí)改變煤礦皮帶機(jī)運(yùn)輸速度，實(shí)現(xiàn)空載條件下額定速度內(nèi)速率任意調(diào)整，優(yōu)化煤礦皮帶機(jī)檢修工作流程，促使煤礦皮帶機(jī)具備低速驗(yàn)帶功能[3]。此外，受變頻技術(shù)復(fù)雜性的影響，于低頻運(yùn)轉(zhuǎn)條件下可輸出超過(guò)2倍額定力矩，能保證煤礦皮帶機(jī)重載啟動(dòng)的穩(wěn)定性，并且利用煤流傳感器可自行調(diào)節(jié)膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度，避免膠帶磨損，節(jié)約電能消耗。

總而言之，我國(guó)煤礦生產(chǎn)應(yīng)用集散控制技術(shù)的時(shí)間較早，現(xiàn)已形成較為完善的集散控制技術(shù)應(yīng)用體系，但是發(fā)展空間有限，無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的煤炭使用需求。煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)不僅能激發(fā)傳統(tǒng)集散控制技術(shù)的活力，還能互相影響互相作用，彌補(bǔ)現(xiàn)有設(shè)備的不足，促使生產(chǎn)體系向集成化轉(zhuǎn)變。

二、煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻器變頻技術(shù)的要點(diǎn)

（一）分析不足

受工頻啟動(dòng)特殊性的影響，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生大量電流瞬間沖擊皮帶機(jī)，促使皮帶機(jī)機(jī)械應(yīng)力加大導(dǎo)致皮帶機(jī)內(nèi)部機(jī)件嚴(yán)重受損[4]。由此可見(jiàn)，煤礦皮帶機(jī)使用液壓耦合器必須提前進(jìn)行空載啟動(dòng)，不僅能有效預(yù)防工頻啟動(dòng)問(wèn)題，還能延長(zhǎng)煤礦皮帶機(jī)使用年限，具備顯著價(jià)值作用。同時(shí)，工頻啟動(dòng)嚴(yán)重影響電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)極易引發(fā)電壓下降問(wèn)題促使其他機(jī)電設(shè)備無(wú)法正常作業(yè)，間接影響煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。因此在實(shí)際實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)人員增加軟啟動(dòng)設(shè)置于皮帶機(jī)上，避免工頻啟動(dòng)影響皮帶機(jī)使用年限。

同時(shí)，常用軟啟動(dòng)設(shè)置為水電阻，但是一旦液壓耦合器作業(yè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)液體溫度過(guò)高超過(guò)“臨近值”造成合金塞溶化導(dǎo)致漏液?jiǎn)栴}，不僅引發(fā)環(huán)境污染，還客觀上增加維護(hù)工作量，并且使用液壓耦合器皮帶機(jī)短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成加載工作，促使皮帶機(jī)承受更大張力，影響皮帶機(jī)使用年限。一般說(shuō)來(lái)，煤礦井下作業(yè)皮帶機(jī)較長(zhǎng)，便于承擔(dān)大運(yùn)輸量工作，普遍采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。如何解決多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)功率不平衡問(wèn)題，是技術(shù)人員在實(shí)際工作過(guò)程中所面臨的主要問(wèn)題。因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)人員斷增加皮帶強(qiáng)度預(yù)防皮帶受損問(wèn)題，切實(shí)解決多個(gè)電機(jī)功率不平衡問(wèn)題。

（二）制定方案

受電機(jī)輸出特殊性的影響，基本由皮帶耦合完成輸出，一旦電機(jī)存在滑差造成變頻器輸出頻率出現(xiàn)偏差導(dǎo)致輸出轉(zhuǎn)矩失衡引發(fā)皮帶機(jī)故障。因此在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，技術(shù)人員主動(dòng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)工作理念，堅(jiān)持實(shí)事求是的工作原則，對(duì)于使用多臺(tái)電機(jī)完成拖動(dòng)的皮帶機(jī)重視電機(jī)間協(xié)調(diào)控制，以平衡各電機(jī)間輸出轉(zhuǎn)矩，設(shè)計(jì)不同的驅(qū)動(dòng)方案滿足不同改造需求，例如：“一拖多并聯(lián)運(yùn)”方案適用于單機(jī)電機(jī)，功率小且數(shù)量不得超過(guò)3臺(tái)，成本投入低；“主-從控制”方案適用于多個(gè)電機(jī)，電機(jī)間距小且數(shù)量不得超過(guò)3臺(tái)，系統(tǒng)簡(jiǎn)單以滿足各電機(jī)間平衡出力為前提；“統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制”方案適用于多個(gè)電機(jī)，電機(jī)間距大且數(shù)量必須超過(guò)3臺(tái)，系統(tǒng)復(fù)雜。

此外，受煤礦生產(chǎn)特殊性的影響，煤礦井下作業(yè)條件艱苦，電磁干擾嚴(yán)重，要求所有生產(chǎn)設(shè)備具備一定抗電磁干擾性，特別是地質(zhì)條件越復(fù)雜，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的抗電磁干擾性越嚴(yán)格。然而，從現(xiàn)階段我國(guó)煤礦皮帶機(jī)變頻技術(shù)應(yīng)用水平來(lái)看，仍停留于粗放型階段，尚存在較多問(wèn)題亟待解決，存在埋下安全隱患的可能性。由此可見(jiàn)，增強(qiáng)煤礦皮帶機(jī)抗電磁干擾性是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文探究，認(rèn)識(shí)到在社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健發(fā)展的大背景下，我國(guó)城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，煤礦企業(yè)數(shù)量不斷增多，煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)水平逐步成熟，社會(huì)對(duì)于煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻技術(shù)提出全新的要求及標(biāo)準(zhǔn)。如何應(yīng)用變頻技術(shù)做好煤礦皮帶機(jī)改造工作，是煤礦企業(yè)在發(fā)展進(jìn)程中所面臨的主要問(wèn)題。因此，綜述變頻的概念，分析煤礦皮帶機(jī)應(yīng)用變頻器變頻技術(shù)的要點(diǎn)，以創(chuàng)新意識(shí)為切入點(diǎn)，提出相應(yīng)的發(fā)展趨勢(shì)具備顯著價(jià)值作用。

參考文獻(xiàn)

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