摘要：选煤厂作业过程中，皮带输送机在整个作业的环节中都发挥着非常重要的作用，对其运行过程进行有效管理和控制，不仅可以提高整个选煤作业的质量和效率，还可以提高经济效益。应用变频器设备，可以在实现对皮带输送机有效管理和控制的同时，降低选煤作业的资金成本，因此对其具体应用进行讨论是一项非常重要的工作。
关键词：变频器；选煤厂皮带输送机；应用
引言
皮带运输机是目前在原煤运输中从井下到地面运输过程中最重要的运输设备。因此，想要保证在矿井工作中始终保持高效的工作效率是保证矿井生产能力的基本保障。在《煤矿安全规程》中对皮带输送机的使用提出了一定的要求。具有一定的弹性是保证皮带输送机正常工作的基本保证，所以在矿井工作中必须通过软启动的方式使用皮带输送机，目前，在皮带输送机使用过程中常用启动方式为液力耦合器启动。但是使用该启动方式的缺点就是耗能较高。因此，研究在皮带输送机中更好地应用低能耗变频技术是保证煤矿企业节约能耗，提高企业经济效益的关键。
1变频器概述
变频器基于变频技术与微电子技术，通过对电机工作电源频率的调节进行交流电动机带动的各项设备控制。其主要由滤波、整流与再次整流、制动部件、驱动部件、检测部件、微处理部件等部分构成，在设备运行过程中，通过调节电源频率稳定电压，使运行设备所连接电源电压始终处于稳定可靠状态，并通过这种方式实现对设备能耗与速度的调节，而且还具有过流、过载保护等功能。
根据直流电源性质对变频器种类进行划分，主要分为电流型与电压型两种类型，两种变频器的特点不同，使用中发挥的作用与性能也有所差异，电流型变频器将大电感当作储能环节应用在中间直流环节中，其可以有效的抑制电流产生的变化，将电压始终控制在接近正弦波的状态下，由于其特性常被应用在电流变化较大的负载设备上；而电压型变频器是将大电容当作储能环节应用在中间直流环节，用于负载状态下无功率的缓冲，保障电压始终处于平稳状态，由于其特性常被应用在电压变化较大的负载设备上。
2选煤厂皮带输送机变频调速控制特点分析
2.1选煤厂皮带输送机特点
对选煤厂皮带输送机负载特性进行分析可知，其显著的特点就是恒速负载。所谓“恒速负载”，指的是输送机在不同低速扭矩下工作时速度保持恒定。在选煤厂生产过程中，输送机负载会随着运输货物的变化而变化，此时输送机负载电阻也会发生变化，并且扭矩在一定范围内产生波动，但选煤厂输送机的恒速负载特性并不会发生变化，输送机仍然保持均匀运转。选煤厂输送机系统比较复杂，并且线路往往较长，最长可达到几千米。输送机可长期低速运行，输送模式主要有零功率和电源、接近零功率和负电源2种。变频驱动系统具有矢量控制功能，能够同时实现高速运转和低速长期运行，并可根据速度反馈实现对输送机速度的监控和调节。另外，在实际生产中，变频驱动系统还具有张力测量和控制功能，能够最大限度地保障输送机运行的稳定和可靠。
2.2输送机变频调速控制特点
应用变频调速技术后，选煤厂输送机可实现软启动、重载启动和多电机驱动下功率的平衡，并能够大大降低运输系统故障率和耗能率。变频调速技术主要通过提高系统功率因数和效率来达到节能的目的，功率因数高于0.9，可有效避免在运输负载较小的情况下满电压或满速度启动电机；同时，还减少了液力耦合器和减速器的使用，提高了传递效率（相较于液力耦合方式最高可提升10%）。
3变频器对选煤厂皮带输送机电力控制环境进行优化的方式介绍
3.1可以对电力控制设备进行适当的改造
一般情况下，变频器在运行和工作的过程中都会采用相关的调节技术来实现正弦形式电流的输出，其具体的工作原理为：以正弦函数波的规律为理论知识和基础，对脉冲宽度的具体数值进行调整，这样才能在一定程度上保证变频器所输出正弦形式电流的稳定性和均衡性。对选煤厂皮带输送机的运行过程进行控制和管理时，有很多环节都需要应用变频器设备来完成，而且与其他设备相比，变频器设备具有很大的优势。选煤厂施工和作业进行的过程中，如果选煤量已经到达了一定的水平，这时在一般情况下，电动机就有可能会出现各种各样的故障，导致选煤工作不得不停止，但是如果在这个过程中应用变频器设备，那么即便电动机从头到尾都保持很高的速度运行，其出现故障的可能性也是非常小的。在具体的选煤厂实际作业过程中，作业现场配备的变频器设备数量最少要达到3台，这样才能够在一定程度上提高变频器设备对皮带传输机进行控制的精度和准确度。一般情况下，3台变频器设备中的其中1台为主机，剩余2台起辅助作用。在对皮带传输机进行控制的过程中，如果主机出现故障，那么剩下的2台就会承接主机未完成的控制工作，同样如果辅助设备出现故障，其未完成的工作将由主机来继续完成，这样就能够保证皮带传输机从始至终都能正常的运行和工作，选煤厂作业也能够顺利的进行。
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3.2可以对皮带传输机的系统结构进行控制和管理
目前我国大型选煤现场所采用的皮带传输机都使用的是具有集成化和网络化特点的系统结构设计，这样可以为皮带传输机的运行和工作提供安全保障，同时也可以将选煤工作的资金成本降到最低。一般情况下，选煤生产过程中会设置由远程操作站和现场控制站构成的控制系统，对皮带传输机的运行和工作进行管理，同时控制系统中也会设置一定数量的变频器与这些远程操作站和现场控制站共同组成DP网络，现场控制站通过对皮带传输机的运行状况进行检测而获得相关数据和信息，然后就通过DP网络将这些数据和信息传输给变频器设备，变频器设备对这些信息进行分析和整理之后，会判断皮带传输机的运行状况是否正常，然后再依据判断情况来进行接下来的工作。
3.3自动调速功能以及节能
在煤流传感器的作用之下，对于输送机的运输速度可以通过变频系统和皮带相结合进行自动调整，会在一定程度上降低皮带的磨损程度，从而延长皮带的使用寿命。在交流传统系统中，如果胶带输送机在送机空载运转时可以实现额定带速内皮带运行速度的随意调整，也可以实现皮带的低速运转，因此也就可以完成在低运转速度之下实现皮带的检修工作，大大节省了时间以及劳动强度，同时也提高了工作效率。因为在煤矿工作所采用的作业制度为三八制度作业，所以每班开采的煤矿数量是不同的。所以说在不同的时间段胶带输送机所运输的煤量是不同的，如果运煤量较小而皮带却仍保持高速运转状态则相对产生的能耗是比较大的，因此将变频器和皮带的负载情况相结合可以有效实现胶带输送机运行速度的随意调整，如此可以在很大程度上降低电能的消耗。
3.4实现电机的转矩平衡
使用变频方式启动胶带输送机可以使用一拖一控制方式来实现电机的转矩平衡，使用该方法可以避免使用传统的启动方式带来的弊端，即使用双电机启动所带来的电机运行时功率不平衡的现象。特别是电机在低速运行时所产生的输出力矩可以达到额定力矩的两倍，可以实现胶带输送机的平稳重载启动。
4应用变频器来控制皮带传输机的优化效果
4.1降低工作人员工作量，降低电机运行过程出现的磨损
通过应用变频器来实现皮带传输机运行过程的管理和控制，相关工作人员就不再需要时刻呆在现场对皮带传输机的运行状况进行检测，只需要根据选煤厂的实际产出数量对皮带输送机进行适当的调整，这样可以在很大程度上提高选煤厂的生产效率，同时节约能源，响应国家可持续发展战略。同时，变频器还可以为电动机的运行过程提供一定的安全保障，避免电动机在高速运行的过程中因为温度过热而出现意外事故。
4.2降低选煤作业过程中供电网络所承受的压力
随着目前我国选煤厂作业规模的进一步扩大，选煤厂作业过程中的供电系统也越来越复杂，发生安全事故的可能性也随之而增大，这就导致对供电系统进行保护的相关工作的困难在很大程度上有所增加。很多情况下选煤厂都因为用电量过大而出现电源开关跳闸的情况，由于皮带输送机在启动或者停止工作的过程中，会产生非常大的电流，这样整个选煤工作的供电网络系统就会因此受到损坏。应用变频器对皮带输送机进行管理和控制，可以对相关的脉冲电流大小进行调整，使电流数值的波动范围为供电网络可以接受的数值，这样供电网络受到损坏的可能性就会在很大程度上有所降低。
4.3对皮带输送机的运行功率进行调整，提高选煤作业的利润
应用变频器设备可以对皮带输送机运行过程中的功率进行适当的调整，对整个选煤作业中供电网络的运行方式进行优化处理，这样不仅可以节约电力资源，而且可以为选煤作业的整个供电系统提供一定的安全保障，同时，由于变频器设备可以在很大程度上提升皮带输送机以及其他设备的使用年限，设备维修工作的资金成本就会有所减小，那么选煤作业的利润和经济效益就会有所提升。
结束语
主要讨论了变频器在选煤厂皮带输送机中的应用，重点讨论了变频器对选煤厂皮带输送机电力控制环境进行优化的方式、变频器设备在选煤厂皮带传输机控制工作中所具有的优势以及应用变频器来控制皮带传输机的优化效果3个方面的内容。应用变频器可以提高皮带传输机运行过程中的稳定性，提高选煤厂作业的质量和效率，因此可以在选煤厂作业过程中进行广泛的应用。
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论文作者:赵云飞
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/24
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