摘要：高压交流变频调速技术不但可以对煤矿主运输皮带机进行平滑调速，同时也能有效提升皮带运行的稳定性与经济性。将高压交流变频调速技术应用到煤矿皮带机上，可以起到非常好的效果，让煤矿运输更为便捷，大大提高煤矿的开采效率，而且能降低皮带机的能耗。
关键词：高压交流变频调速技术；煤矿；运输皮带系统
煤矿中的皮带机的主要任务是将开采出来的煤炭进行运输，因此皮带机长期稳定的运行是保证开采工作能够按时保质地完成。当下皮带机的动力大多来自行星减速机和液力耦合器的联合使用，在启动时候皮带的张力会发生一定的变化，这对皮带的使用寿命会产生严重的影响。随着机械电子技术的不断改革与发展，当下的变频技术可以有效地对变频器进行控制调速，保证各个电机之间的功率平衡。经过无数次的实验与研究，不断地对变频电控系统进行改进与调整，现已经被广泛地应用到各个煤矿工作当中。
一、高压交流变频器介绍
高压交流变频器是指输入电源电压在3KV以上的大功率变频器，主要电压等级有3000V、3300V、6000V、6600V、10000V等电压等级的高压大功率变频器。高压交流变频器由高－低－高；低－高；高－高之分。高－低－高方式：高压交流变频器是把高压电源用变压器降压后，用低压变频器进行控制，再用升压变压器把电压升到我们使用的电压，供给高压电机使用。一般高低高方式都用在小功率的高压电机做变频节能用。低－高方式：高压交流变频器是用低压变频器控制后，直接用升压变压器把电压升到电机使用电压。低高方式也是用在小功率高压电机做变频节能用。高－高方式：高压交流变频器是直接用变频器多个模块串联后，直接使用高压电源，直接输出高压，供高压电机使用。高高方式主要用在大功率高压电机做变频节能用。
二、高压交流变频调速技术的应用
（一）高压交流变频器在矿井提升中的应用
对于地下煤矿而言，矿井提升机是必不可少的运输设备，其主要是运用某些装备沿着井筒将矿下的废石、材料、设备、人员等进行运输。矿井提升可以说是地下煤矿生产中的关键部分，不管是何种提升机，都对电气传动要求很高，主要是由于电气系统优劣程度、可靠与否，直接决定了矿山的生产效率与生产稳定性。对于矿井提升机方面的电气系统，需要具备良好的调速功能、精度高、相应速度快、可以准确制定并定位、可靠性好、能快速正反转运行等。现在，矿井提升机所用到的电气传动系统包括直流传动系统、交流电气传统系统。直流传统系统工作效率低下，维修过程复杂；交流电气传动系统虽然设备结构简单，但是其调速性能不高，工作效率低，而且电动机转子内阻会消耗大量电能，可靠性不高。随着电力技术的迅猛发展以及变频技术更加趋于成熟，高压交流变频调速器开始应用到提升绞车中，并且表现出优异的性能。
（二）高压交流变频器在带式输送机中的运用
现在，高压交流变频器一般都运用在带式输送机中。皮带因为具有弹性，所以不论是在静止或者是运行状态下都存储着很多能量。当皮带机工作时，假如没有设置软启动装置，那么皮带中的能量会快速释放出来，形成张立波并沿着皮带传送出去。当张力波过大时，就会导致皮带断带。所以带式输送机一定要增加软启动装置。但是现在煤矿所用的软启动装置一般都是液力耦合器，虽然可以解决皮带软启动所带来的部分问题，但是依然存在着诸多缺陷。而将高压交流变频器运用到带式输送机中：
（1）可以真正让带式输送机实现软启动，而不会存在负面作用，皮带不会用任何的波动；
（2）可以保证皮带机在多电机驱动下，依然可以保证功率平衡；
（3）可以有效降低皮带的带强，让设备初期不需要投入大量的资金。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（三）高压交流变频器在主扇风机中的运用
在地下煤矿开采过程中，主扇风机有着非常重要的作用，而且当开采深度不断延伸时，巷道也会延长，这时风量不会变化，但是煤矿下所需的风压值却在一直上升，所以风机所需功率也会增加。按照反风以及后期开采过程来判断主扇风机以及电动机功率时，其值会比长期工作时的正常功率要大得多，有着下述几个方面的问题：
（1）电能浪费现象严重。大型的煤矿开采年限一般都为几十年，从最初投产到井田趋于稳定运行一般需要十年的时间，所以主扇风机在设计时会有很大的余量，这样主扇风机在很长一段时间内都会处于轻负载运行状态，能源有所浪费；
（2）启动困难，存在着很明显的机械损伤。主扇风机一般都是直接启动，耗时长且开机电流也大，这对电机绝缘功能存在着很大的威胁，而且严重时还会烧毁电机；
（3）自动化水平低。主扇风机依然要靠人工来调节挡板，而且风量也无法实现自动实时调节，自动化水平不高。当出现短路等故障时，会对矿井生产运行产生非常大的影响。将高压交流变频器运用到主扇风机中，可以有效提升矿井的安全性，降低生产成本，同时也能提高煤矿的自动化能力，其意义非常重大。
（1）高压交流变频器对电网几乎是完全无害的，因为变频器在改造以后，风机能够进行变频软启动，从而可以防止启动电流变化为对电网等设备造成冲击，有效增加电气设备的使用寿命；
（2）根据需求来调节风量大小，可以避免浪费。使用高压交流变频器以后，风机送风量可以无需风门进行调节，而是通过变频器进行变频调节，按照生产所需调节风量大小，降低了能源浪费。
三、运用经济效益
（一）节省大部分的维修费用
传统皮带机采用电机直接启动，无法调整转速，启动过程对网格、电机和传动机械以及设备具有较大的大冲击，加重了设备的磨损，缩短了设备寿命，还缩短了设备维护周期，增加了维修停机次数。直接启动也是导致频繁更换控制设备，如真空接触器、开关等，增加了维护成本。停机维修也造成了煤炭生产的经济损失。有了变频器，就可以实现皮带输送机的软起动，基本上不影响电网和机械传动设备，大大延长了设备使用寿命。
（二）减少人力使用提高工作效率
变频器是将机械寿命转换为电子设备的电子器件集成寿命，因此寿命很长，大大减少设备维护的次数。同时利用逆变器的软启动的特性可实现带式输送机的软启动。在启动过程中，基本上没有对机器的影响，它也大大减少皮带输送机系统机械部分的维护量。除了正常的清洗和维护外，没有其他维修工作时，无须配备多台设备维修人员。该变频器操作简单方便，运行稳定可靠，每次只需一人值班，节省人力物力，相应提高生产效率。
（三）节约电能
现当下使用皮带机电机功率为750kW，每日运行大约12h。原设计直接启动后，电动机在启动后全速运行，而煤仓下面的煤无法到达皮带运输量。因此煤量不足，浪费能源。使变频器对拖动电机变频调速后，带式输送机按照实际功率输出时，变频器输出频率设置为39HZ-40Hz，电机转速比功率频率更低，皮带的速度可以与井下煤量均等，工作电压和电流降低了功耗。根据矿井统计，变频操作比对工作频率节省10%-15%的能源。
四、结论
总之，高压交流变频器在煤矿皮带机方面有着非常广泛的应用，只要我们勇于创新，善于总结，就能起到事半功倍的效果，让高压交流变频器能够真正为煤矿开采所服务。
参考文献：
[1]姜继寿.变频器变频技术在煤矿皮带机应用分析[J].山东煤炭科技，2016（01）：105-107.
[2]刘福涛.利德华福高压变频器在煤矿皮带机上的应用[J].电机与控制应用，2012，39（06）：57-61.
[3]张振.基于DSP的煤矿皮带运输机调速控制系统的研究[D].安徽理工大学，2010.
论文作者:张顺
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/11/17
标签：变频器论文; 高压论文; 皮带论文; 煤矿论文; 扇风机论文; 电机论文; 矿井论文; 《基层建设》2018年第29期论文;