陕煤集团神木红柳林矿业有限公司 陕西榆林 719300
摘要：随着科学技术的不断发展，带式输送机主要部件的技术性能也得到了显著提高，为带式输送机向长距离、大规模方向发展奠定了基础。随着长距离带式输送机可靠性和经济性要求的不断提高，大型带式输送机的控制系统也有了很大的发展，主要体现在机械传动向变频传动的发展。
关键词：高压变频器；煤矿皮带运输机；同步控制；调速；
矿用带式输送机一般采用工频拖动、液力偶合器驱动，存在传动效率低、启动电流冲击和机械冲击、无法平衡动力等问题，导致系统运行不经济；皮带及皮带架易损坏，液力偶合器及减速器磨损严重，维修保养费用高；有反应性循环损耗。因此，对带式输送机进行变频改造，不仅大大降低了带式输送机各环节的损坏程度，而且有助于降低企业的生产成本，提高企业的经济效益。这也符合国家建设节约型社会的主题，具有非常现实的经济和社会意义。
一、变频技术在矿用皮带运输机中的运用
1.变频技术在矿用皮带运输机中应用的意义。不同地区的环境不同，煤炭开采方式也会存在差异，这在一定程度上增加了矿井工作的不确定性。因为工作开展过程中存在大量变化性内容，要求对煤炭开采设备和运输设备等及时开展对应的调整，这样各项工作才能按照正常计划进行。但传统矿用皮带运输机功率相对比较大，同时直流或交流供电的方式将会产生大量能源消耗，导致机器在运转过程中出现故障的频率较高。这在一定程度上影响了后续各项工作的合理开展，同时还会支出大量的维护成本，影响煤矿企业效益。在矿用皮带输送机上应用变频技术，可以通过电动机等完成功率和运转速度的调整，其工作的有效性明显提高，对推动后续各项工作以合理方式开展等具有重要意义。
2．矿用皮带变频系统，矿用皮带变频系统主要是在应用高性能矢量控制器的变频器作用下开展主电机驱动等各项工作。同时，传感器会自动收集与电动机运行和皮带运输机工作要求等相关信息，在控制系统的集中调控指挥下，相关运输设备等可及时做出反应，完成皮带运输机的工作保护和工艺控制等多项功能。主控台、电源柜和变频台是矿用皮带运输系统工作开展过程中的主要构成部件，在操作人员的控制下，可及时通过控制按钮来完成对矿用皮带输送机的各项操作，同时相关运行参数等还会通过人机界面和指示灯等显示出来，对提高操作人员的操作精度也具有一定的意义。
3.矿用皮带变频系统工作原理。在矿用皮带变频系统工作开展过程中，一条皮带使用3台高压变频器，一主两从，在可靠的保护装置与PLC之间的互补作用下开展各项工作。皮带的运转由AB PLC控制，华宁皮带保护系统参与运转控制保护，3台变频器通讯接入PLC，在PLC控制下达到运转动平衡。在两类器件综合构建的系统工作过程中，可利用华宁皮带保护系统和各类传感器完成对工作信号和数据的采集，同时该类设备还会对收集到的信号进行初步处理，在此基础上，AB PLC加强运行安全、控制稳定、故障减少、误时减少方面的内容，会对各类数据进行深层次分析，继而对其运行情况和可能出现的问题等进行判断，方便工作人员及时处理相关问题。该方式的工作效率相对较高，对传感器的综合使用可满足皮带运输机在不同工作阶段的工作要求。当皮带运输机处于无工作状态时，可自动放慢其输送速度，而当有运煤任务时，皮带运输机则会主动完成堆煤工作，其运输速度也会明显加快，可实现提高工作效率和降低工作能耗的目标。同时，在多类设备的综合作用下，利用变频技术可以实现对矿用皮带运输机功能的深度开发，继而在皮带运输机出现其他问题时，可及时通过警报等将问题报告给相关工作人员，保障皮带运输机各项工作合理开展。矿用皮带运输机还可以完成自动洒水等工作要求，可降低其运输路线上的粉尘量，对净化矿井空气等具有重要意义。
4.矿用皮带变频系统工作特征。
矿用皮带变频系统工作开展过程中，可以在相关设备（华宁皮带保护系统，通讯接入AB PLC，给PLC提供皮带正常或者故障信号，参与控制；其具体的跑偏、闭锁、温度等信号PLC只读，不参与控制）的作用下完成对皮带机沿线的工作保护和温度保护等各项工作，同时其张紧装置和变频启动系统等可以在系统的集中组织下开展各项控制工作，提高不同工作部位的整体有效性，对保障系统安全运行、提高系统整体运行可靠性等具有重要意义。在该系统的作用下，控制平台可实时开展对皮带运输机运行状况的监控，能以更为合理的方式进行其成本控制工作，同时，利用相关技术还可以完成系统内的信息共享等建设要求。皮带运输机的运行信息等能以高效的方式传递到不同的设备，对推动各项维护工作及时开展具有重要意义。在当前控制系统建设工作开展过程中，系统的汉化界面可以满足对信息的多样化显示等要求，有利于操作人员和管理人员合理开展故障分析工作，对提高其整体工作效率具有重要意义。
二、高压变频器在矿用皮带运输机调速系统中的作用
1.辅助皮带机软启动。为了合理开展对交流电动机的速度调控工作，可以使用高压变频器开展大范围调速工作。使用高压变频器，明确电动机的连接范围，在该范围内开展高效调速控制工作，同时，电动机也可以在高压变频器的作用下完成其正反转切换工作，这对提高电机的运转有效性，推动其各项工作高效开展具有重要意义。
2.适当调整皮带强度。在皮带运输机工作开展过程中，受到其运输要求等方面的影响，需要适当调整皮带强度，才能推动后续各项工作以更为合理的方式开展。因此，可利用变频器对皮带运输机的启动时间进行调整，将皮带强度调整到系统要求的工作范围内，可有效满足降低工作成本等工作要求，而且设备运行的有效性也大大提高了。
3．平衡多电机驱动转矩。多电机驱动工作开展过程中，多电机驱动的转矩可能会出现失控等现象，导致工作的整体有效性受到影响，多电机驱动的整体平衡性并不能得到保证。在变频技术的作用下，可利用变频器完成对皮带运输机的控制，多电机驱动工作开展过程中出现的转矩平衡问题可被及时解决，系统工作效率明显提高。
4.调速功能。在无级调速交流传动系统的作用下，变频系统工作过程中可及时完成对带速的调控。当皮带运输机处于空载状态时，可及时降低其运行速度，方便检修工作以合理方式开展，提高其系统工作的整体有效性。在煤流传感器等的作用下，可利用变频器开展皮带速度调节工作，综合其负载大小进行调节，皮带的磨损程度等可以得到有效降低。
5.节能降耗。皮带运输机依托耦合器进行软启动，其工作过程中将会产生大量的能耗浪费，这就在一定程度上提高了皮带运输机的运营成本。在皮带运输机上引入变频调速系统，可以结合煤炭的开采和运输数量来开展速度调节工作，减少在此过程中产生的电能支出。同时，利用变频器来开展电机的驱动工作，可以合理控制皮带运输机的运行速度。当其处于空载状态时，可将运行速度调到最低运行状态，减少此过程中的能耗。而当皮带运输机有运输任务时，皮带运输机又会恢复正常运转状态。该类方式可以减少皮带运输机工作过程中因为重复开关机等产生的能耗支出，其运行成本大大降低。
6.提高运输能力。改造前，若想提高皮带运行速度很难，因为皮带速度越高，要求减速机的减速比越小，电机的功率越大，起动时对电气及机械系统的冲击越大，相对带来的损害也越大，采用变频起动后，由于起动为软起动，速度是从零开始慢慢增加，所以即便提高皮带运行速度，也不会增加电气及机械方面的起动冲击能量，不会带来不良影响。目前，电机功率为1650KW和1800KW，皮带运行速度为4米/秒，皮带提升能力为4000吨/小时，大大提高了皮带机的运输能力和稳定性。
总之，采用变频器对传统的皮带输送机系统进行改造，不仅有利于提高皮带输送系统的运行效率和运行稳定性，还可带来巨大的经济效益及社会效益。
参考文献：
[1]张敏．变频器调速系统在煤矿高强皮带中的设计及应用．2018.
[2]刘继玲．变频技术在矿用皮带运输机调速系统中的应用.2018.