浅析煤矿井下胶带运输机变频技术的应用

1、浅析煤矿井下胶带运输机变频技术的应用【摘 要】进入“十二五”发展规划以来，国内采矿 业使用的和技术在不断的提高，产煤量也在不断增加，这是 胶带运输机使用的结果。胶带运输机是煤矿井下和地面生产 系统中应用最多的一种持续运输设备，它的优点是：运输能 力大、距离长、性能稳定。通过对煤矿井下胶带运输系统采 用变频技术的分析，可以让我们充分的认识到它的技术优势 以及在使用过程中应注意的地方。这对该项技术的推广具有 重要意义。【关键词】变频器；煤矿；应用；故障分析 变频技术以其特有的优势，在未来的采矿业中必然会被 大量运用。但是目前对变频技术的研究国内还不够完善，文 中首先对变频器在皮带机拖动上的应用特点

2、进行了分析，其 次对主回路电解电容故障分析，这有利于我们对该技术具有 较深的了解，以便于在技术实施时得心应手。1 变频器在皮带机拖动上的应用特点1.1 优越的软起动，软停止特性隔爆变频器的启动和停止时间可以随时调动，即可以实 现对启动时加速和减速时间的增减。为了顺利启动，可以搭 配 S 型加减速时间， 我们有效的降低在胶带机启动时的冲击， 这在其它驱动设备上是很难实现的。1.2 验带功能 在煤炭的实际生产和运输中胶带机很常见，对输送系统 的维修和维护工作是对皮带机检修的重点，胶带机检修的主 要要求是低速验带，无级变速器是交频调节系统的主要工作 方式，在空载下进行验带，变频器对电机能够实现额定功

3、率 在 5%-100% 之间进行调节， 这样可以调控出符合检验工作的 带速。1.3 平稳的重载起动特性 对煤炭进行运输的过程，胶带机在任何情况和时间内都 有可能停机以及再次启动，因此，对“重载启动”的能力一 定要重视。由于无速度传感器矢量控制是变频器的控制方 式，在低频率下，其可以在额定功率的 1.5?2 倍之间运行。 因此，它对“重载起动”是最合适的选择。1.4 自动调速，节电效果明显 由于煤矿生产在非常特殊的条件下进行，煤炭生产量得 不到有效的保障， 所以，直接导致了胶带机运输量的不平衡， 如果在负载较小或者压根没有负载的情况下，带式输送器系 统还处于高速运行的状态就极易导致系统的磨损以及

4、耗能 的增加，由于生产是随时进行的，在这种环境下不可能做到 随意的停车，使用独立的控制系统对运输系统中的载荷、本 机运输系统的载荷进行有效的测量，它可以控制变频器降速 或提前加速。对于负荷不均的胶带输送机系统不仅大大降低 了它的磨损更有效的控制了能量的消耗。1.5 降低胶带张力 隔爆变频器的使用可以有效的提供良好的启动性能，启 动张力可以降低 30%。在实际应用中，由于从一开始就减少 了启动冲击，这对设备损耗来讲非常有意义，特别是滚子和 滚筒的使用时间被大大的延长。1.6 具有工频转换功能 为了不对正常的生产造成影响，在出现故障的时候，可 以将其转换为变频器旁路工作，要求维护检修变频器。在需

5、要长时间全速生产的情况下，对变频器的操作可以采用工频 运行模式，它可以有效增加变频器内电解电容器的寿命。2 主回路电解电容故障分析 主电路中的元件主要是：三相或单相整流桥、滤波电容 器、滤波电容、 MIP 逆变桥、限流电阻，接触器。在实际生 产中，很多常见的故障是由电解电容导致的。电解电容器使 用年限由位于两端的直流电压和温度决定，电容器的型号在 进行电路设计的过程中被选定，从某种意义上来讲电解电容 器的内部温度决定了其使用时长。 一般情况下， 温度上升 10 摄氏度电容器的寿命就会减半。因此，一方面安装时要考虑 适当的温度，另一方面可以采取措施来减少电流脉冲。在其 中使用能够减少直流电或变流

6、电功率因数的抗阻器来缓解 温度的上升，从而达到延长电解电容使用寿命的目的。电容 器进行维护时，对电解电容器的静电容量进行测量来判断它 的好坏，如果静电容量低于额定的 80%，绝缘抗阻低于 5 欧 姆，电解电容器的性能就不足以维持机器的正常运行，必须 考虑更换电解电容器。2.1 主回路过电流跳闸故障分析 电流跳闸一般出现在变频器加速、减速以及正常运行过 程中。首先，必须对跳闸的原因进行分析：是负载导致的还 是变频器的原因。要是变频器出现故障，可以通过查询跳闸 时候的电流，要是大于它的额定电流或者电子热继电器的阀 值同三相电压和电流又是处于平衡的状态，应该考虑是否有 过载或突变情况的发生，如马达失

7、速等。负载惯性较大时， 加速时间可适当延长，在这个过程中变频器不会被损坏。如 果跳闸一瞬间的电流位于变频器的额定电流或电子热继电 器的阀值之内，就可以确定 IPM 模块或其相关部分出现故 障，首先通过对变频器的主回路输出端子电压，电流，功率 进行测量，并和反向电压直流侧的 P， N 端进行对比，来确 定 IPM 模块是否完好。 要是模块完好无损， 就要考虑驱动电 路的工作是否正常。 要是 MIP 模块电流过大或短路接地导致 变频器跳闸，可能是半桥逆变器模块或驱动电路模块出现故 障；在加速时 IPM 模块过流， 是半桥驱动电路模块或其驱动 电路部分故障，出现故障的原因，大多是由于外部灰尘进入变频

8、器内或者环境潮湿所致。2.2 控制回路故障分析 电源是控制器中对变频器使用影响较大的因素，是缓冲 电容滤波电容器和 IPM 电板中的电容器， 它的原则和上述一 样，但是当脉冲电路通过这里的电容器，基本上不受电路的 负荷影响。因此，温度和供电的时间直接决定了它的使用寿 命。一般情况下，电容器是直接焊接在电路板上，要是还采 用上述通过对静电容量的测量来判断它的好坏是比较困难 的，所以，一般是对电容器的温度和通电时间进行测量，计 算是否接近其使用年限。闭环控制的电源电路，驱动电路及 表面操作面板以及风扇等供给电源，这部分电源是从开关电 源的主电路上输出的，然后通过对开关电源的整流得到。所 以，电源短路，除了对整流电路造成影响外，对其他部分电 源的影响也比较大。如不正确的操作导致控制电源和公共接 地短路，导致开关电源电路的开关部分损坏、风扇电源的短 路会致使其他电源断电等。这些情况通过对电源电路板的观 察是比较容易发现的。3 结语 在煤矿胶带运输系统中变频调速技术由于具有较高的 优越性被广泛的应用。文中对变频器的常见故障进行了深入 的分析，针对不同的故障提出了有效的预防措施。希望能够 让变频器在采矿业上得到更大的应用，为优化采矿运