浅谈煤矿设备皮带机变频器的节能问题

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【摘要】变频器不仅能够实现煤矿皮带机的无级平滑调速 ，更可以提高皮带机运行的经济性。皮带机是我国煤炭运输过程中的重要设施，随着煤矿设备自动化的提高和国家节能降耗政策的实施，原来的皮带机已经不能满足现在的社会发展，需要我们对其不断地改进，创新和推广煤矿皮带机变频器节能技术，才能更好地适应节能减排的发展需要。通过大量的调查，结合实际对煤矿皮带机变频器节能的发展进行了探讨，提出了自己的看法，在我国煤矿皮带机变频器节能发展道路上做出了有意义的探索。

【关键词】高压变频器；煤矿皮带机；调速；节能

皮带机在煤矿生产中发挥着重要作用，目前几乎所用的煤矿斜井提升均采用皮带传输的方式，因此，煤矿生产的数量和效益在很大程度上取决于皮带机的运输能力和运输效率。不少煤矿的皮带传输系统依然采用传统的调级方式，即串级调速模式。这种调速模式虽然能够满足基本的调速要求，但是存在着可靠性较低、运行能耗水平高、功率因数低等不足，无法发挥出皮带机控制系统的最优性能。

1、变频器对煤矿皮带机的作用

1.1可以做到软启动和软停车

在我们使用变频器进行皮带机的驱动时，皮带的启动是由电机的启动来带动的，电机缓慢启动时，皮带也跟着缓慢启动，内部的能量慢慢释放，形成的张力很小就不会对皮带带来伤害，停车的减速控制也是如此。

1.2有效降低对皮带的强度要求

皮带机使用变频器驱动后，通过变频器对启动时间的调节，可以控制皮带机的启动时间。不会出现突然启动时，启动速度过快引起皮带断裂。在使用中，与不使用变频器的皮带机相比，对皮带强度的要求可以适当减小。

1.3使功率更加平衡

煤矿皮带机一般都是使用双筒滚筒驱动或单筒滚筒驱动这两种方式，通过变频器控制使功率平和，从而保证电机的同步。

1.4有效减少对设备的维护

通过变频器来控制皮带机可以使设备的寿命转化成变频器的电子寿命，从而减少了设备的维护次数。由于它对皮带机的启动有很好地缓冲效果，自然就降低了皮带机的损耗，减少了维修量，增加了设备的使用寿命。

1.5更加节能

在煤矿的实际生产过程中，大部分时间皮带机是不能满载运行的。轻载和空载的情况时有发生，这就在无形中增加了能量的损耗。

2、对煤矿皮带机变频器的主要技术比较

使用变频器的皮带机，在生产运行中同原来相比，有很多突出的优点，不仅使用更加稳定，而且更加节能环保，主要表现有：皮带机使用变频器后，不会在出现产生因为转矩大，力的传导不均匀而引发尾部反应慢，物料在皮带底下堆积的现象。这些问题，造成生产不流畅的同时还增加了电能浪费，而使用变频器后就会很好地解决这些问题。

在皮带机启动时，因启动速度过快，引起的皮带断裂和设备冲击等问题严重。而变频器使用后，通过变频调节，对皮带机进行慢慢的启动，就不会造成这些问题出现。在皮带机中，液力耦合器本身就有耗能大、维护量大、二次成本高等缺点，不合乎节能政策需要，早晚会被新的工艺取代。而且发生故障时，设备只能停止运转，造成了严重的浪费，同时通过液压油的传递功率也不好。因此，使用变频器控制的皮带机可以有效地解决以上问题，在更好地启动的同时，减少了皮带机的磨损和皮带的损耗，起到了节能环保的作用。

使用防爆软启动模式，在皮带机空载启动时，转动平稳，转矩低，可以有效地较少冲击并延长设备的使用寿命。但在重载时，往往会出现跳闸现象，会对皮带机的皮带造成伤害。

3、对煤矿皮带机变频器节能应用的要求

对煤矿皮带机所使用的变频器来说，普通的变频器不适宜直接用在皮带机上，最好对变频器进行一系列调整，满足以下要求后才可以使用。

3.1对技术指标的要求相对要高

变频器的启动转矩要是普通的两倍以上，加减速的过程要平衡稳定，运行的速度曲线最好是“S”型，同时要有完善的数字自动化控制功能，可以实现四象限运行，从而解决能量回馈问题。

3.2对散热功能的要求更高

一般变频器都是采用冷风和冷水系统来进行散热，对于煤矿皮带机用变频器来说，由于防爆的特殊要求，变频器的各部件都是在防爆腔内进行工作，原来冷风降温的办法不能取得效果。而原有的冷水散热系统又太过复杂，不易在皮带机上使用。所以对煤矿皮带机的变频器一定要进行适当改进，来保证散热功能。

3.3变频器的电磁兼容性要突出

煤矿皮带机用变频器的工作地点大多在井下，相对来说，工作环境更加恶劣，一般的变频器容易受到环境的干扰。由于其输入和输出电压、电流中带有高次谐波，所以变频器电磁兼容性好坏，直接影响到变频器和周围电气设施的安全运行。

4、对煤矿皮带机变频器节能应该注意的问题和效益分析

4.1煤矿皮带机变频器的使用中，一般会遇到电磁干扰、电源异常、高次谐波、电动机温度过高和震动等问题。电磁干扰主要是变频器在井下恶劣条件工作时，容易受到辐射等电磁干扰，引起变频器误动等问题。电源异常是指，在变频器使用中，供电电源电压不稳定造成变频器低压运行，影响它的工作状态。高次谐波是变频器在运行时产生的，高次谐波会对变频器或周围电气设备产生干扰，引起故障。温度过热是指变频器在调速时，低速运行下，冷却能力下降而引起的电机过热。振动现象是由电机的脉动转矩与机械系统产生共振引起的，它会对电器造成机械损伤。

4.2变频器带来的节能效益分析

我们以额定功率1200kwh的煤矿皮带机为例，在正常情况下，它每天的电量消耗是24480kwh，在使用了变频器后，每天的电量消耗是 17135kwh，每天的节省量达到了30%之多，按每度电0.6元计算，每年带来的直接经济效益就有160万元。这其中还没有计算在皮带损耗、维修等方面的节省，由此可见看出，变频器对煤矿皮带机带来的节能效果是非常明显的。

5、结束语

随着我国经济的不断发展，能源问题日益严重，节能理念在人们心目中的地位越来越高。如何有效地节约能源，一直都是我们研究的课题。尤其是在煤矿领域，每年带来的能源浪费非常大，如何有效地控制能源浪费，走科学合理的可持续发展道路，是我们不断追求的目标。文章就煤矿皮带机变频器节能进行了分析，提出了很多有建设性的意见，为我国煤矿皮带机变频器节能的发展做出了一定贡献。

参考文献

[1]原亚菲.解析高压变频器在煤矿皮带机上的应用[J].科技传播，2013（5）.

[2]孙高峰.变频器在煤矿皮带机的应用研究[J].煤矿现代化，2010（12）.