摘要：随着科技的发展，变频器在各行业中的应用也更加广泛，本文即针对变频器在煤矿胶带机的应用进行深入研究，展开分析了变频电控系统的功能，以及煤矿胶带机对变频器的具体要求和选型原则，最后提出变频器在煤矿胶带机中应用的问题及解决策略。
关键词：煤矿；胶带机；变频器
1.引言
胶带机是用于煤矿井下的主要煤炭运输设备，因此胶带机的高效运作对于煤矿生产效益具有十分重要的意义。目前，不少的煤矿的皮带传输系统仍采用传统的调级方式，这种调级方式虽然能够满足调速要求，但还是存在可靠性低、运行效率低、功率因数低等不足，始终不能更好的发挥出皮带运输机的最佳性能。随着当今科技的发展，变频控制技术不断发展和完善，将其运用于煤矿胶带机上是一种必然选择。
2.变频电控系统功能概述
2.1软启动和软停车
软启动和软停车是胶带机的一种启停方式，其主要是利用变频器对胶带机驱动，使电机慢启动，从而让胶带机缓慢启动，缩小了胶带机启动过程中的张力，对胶带机的危害也缩减到最小；停车时的减速度可以任意调节，这样使胶带机在停车时受到的冲击缩小。
2.2降低带强
通过采用变频器驱动，使胶带机的启动时间延长，从而大大降低了胶带机对皮带的要求。
2.3功率平衡
煤矿胶带机系统一般为双滚筒驱动和多滚筒驱动，通常采用一拖一控制，当采用多电机驱动时，则使用主从控制，从而实现功率平衡，确保电机性能同步。
2.4降低设备的维护量
变频器能够将机械设备的寿命转化为电子寿命，从而降低了设备的维护量，在实际操作过程中，由于降低了启停的冲击，胶带机系统设备受到的损耗也随之降低，减少了设备的检修量，进而延长设备使用寿命。
2.5节能
在实际工作中，煤矿设备大部分时间不能满载运行，因此造成了不必要的电能浪费，而变频器可以根据负载轻重自动调节皮带的速度，同时在采用变频器驱动后，电机与减速器之间转变为硬联系，从而减少了液力耦合器环节，提高了传递效率，此外，由于煤矿距离变电站较远，不同时段的电压波动较大，因此使用变频器的自动稳压功能，也可以达到节能的效果。
3.煤矿胶带机对变频器的具体要求及选型原则
3.1煤矿胶带机对变频器的具体要求
在煤矿胶带机的实际工作中，对变频器也是有特殊要求的，普通的变频器不能直接运用到胶带机上，其要求主要有三方面：一方面技术指标高，启动时转矩必须2倍以上，150%额定电流下连续运行，运行速度曲线呈S形，加减速度平缓，同时能够实现四象限运行，有效的解决能量回馈，完善的数字控制功能；一方面散热性能要好，通常的变频器主要采用风冷和水冷系统来散热和降温，由于煤矿防爆要求，胶带机变频器的所有部件必须全部在防爆腔内，风冷无法达到要求，而水冷需要一整套水循环和散热系统，维护检修不方便，不容易实现，因此必须采用散热性能好的变频器；另一方面电磁兼容突出，变频器在煤矿下工作，极容易受到外界电磁干扰，其输出输入的电压电流都含有一定的高次谐波，因此电磁兼容做的好坏直接影响变频器和周围设备的可靠运行。煤矿胶带机对变频器的要求比较特殊，需要针对实际情况选用适合的变频器，这样才能起到提高效率，降低能耗的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2煤矿胶带机对变频器的选型原则
在对变频器选型前，应先确定胶带机的最大输入功率，然后选择电机的级数和额定功率。电机的级数决定了同步转速，它要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速的范围，最后在根据变频器的输出功率和额定电流来确定变频器的参数和型号。在确定参数和型号后，还应考虑变频器的外部配置问题，选择合适的外部熔断器，避免因内部短路对整流元件的额损害，同时熔断器不能用空气断路器代替，此外，还需要根据变频器的功率，来选择导线截面适合的屏蔽动力电缆，同时还应保证变频器到电机之间的距离尽可能的短，从而降低电磁辐射的要求，同时还要输入侧装滤波器，从而抑制逆变输出电压尖峰，降低电机的高频损耗和轴承电流，达到保护电机的目的。
4.变频器在煤矿胶带机中应用的问题及解决策略
4.1电磁干扰
变频器工作在煤矿井下，容易受到外界的电磁干扰，电磁干扰信号通过辐射或者电源线进入到变频器内部，造成变频器误动作，甚至会使变频器受到损害，因此，应在变频器外部采用噪声抑制措施，变频器周围所有的继电器、接触器的控制线圈上，都需加装防止冲击电压的吸收装置，同时，尽可能缩短控制回路的距离，并与主线路分离，除此之外，还应在变频器的输入端加装噪声滤波器，防止由电源线引入造成干扰，从而增强变频器的抗干扰能力，提高运行效率。
4.2电源异常
电源异常主要体现在低电压运行上，在变频器工作中，为了保证设备的正常运行，对变频器供电电源也提出了相应的要求。如果变频器周围有直接启动的电机设备，应和变频器供电系统分离，从而减少相互的影响，同时在变频器和外部控制回路中，用采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速设备的检测来避免在加速中的过电流，对于要求必须运行的设备，还要在变频器上加装自动切换的不停电电源装置，从而保证设备正常运行。
4.3高次谐波
通常的变频器一般都采用PWM的控制方式，这样的脉冲调制形式会使得变频器在运行时，电源侧产生高次谐波。高次谐波主要的影响电动机绕组的绝缘强度，造成电压波形的畸形，对电源产生不良影响，因此应尽量缩短变频器到电机设备的距离，使用专门的变压器对变频器供电，同时还应在输入侧加装滤波器，降低高次谐波分量，从而使变频器正常运行。
4.4电动机温度过高
变频器在对胶带机进行速度调节时，由于散热性能较差，低速运行冷却能力下降，导致电机温度过高，此外，变频器输出的波形中带有的高次谐波会增加电机的铁损和铜损，因此应在胶带机负载状态和运行范围的基础上，对电机进行强行冷却通风或者提高电机规格等级，并且更换变频专用的电机，同时限定运行范围，避开低速区，以缓解电动机温度过高的问题，使电动机更加安全可靠运行。
4.5电网电压波动
变频器在煤矿胶带机系统中应用的过程中，不仅会对设备内部机械造成冲击和发热问题，还会引起电网电压的剧烈波动，因此应采取谐波滤波器，对变频器产生的谐波进行有效抑制，从而达到稳定电网电压的效果，此外还可以在选择变频器时，采用谐波电流较小的变频器，从本质上解决变频器影响电网电压的问题，进而促进电网稳定，提高运行效率。
5.结语
随着我国科技的不断发展，变频器技术也在日益完善，这就要求我们必须更加充分认识变频器在胶带机上的优势，深入分析变频器的应用要求，采取合理有效的措施，从而满足变频器工作要求，提高工作效率，确保安全、可靠运行。
参考文献
[1]姜继寿.变频器变频技术在煤矿胶带机应用分析[J].山东煤炭科技，2016.
[2]原亚菲.解析高压变频器在煤矿胶带机上的应用[J].科技传播，2013.
[3]白永鲜.关于煤矿胶带机变频器节能的探究[J].机械管理开发，2017.
论文作者:杨小东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：变频器论文; 煤矿论文; 胶带机论文; 电机论文; 谐波论文; 设备论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第18期论文;