变频技术在煤矿皮带机改造中的应用

变频技术在煤矿皮带机改造中的应用

发表时间：2019-10-24T15:06:08.270Z 来源：《基层建设》2019年第22期作者：毛东

[导读] 摘要：在煤矿生产过程中，主要依靠煤矿皮带机进行物资的传送运输，其工作的时间较长，受到了符合压力较大，这就导致系统的零件受到磨损的几率增加，同时也产生了较多的富余电能，造成了能源消耗。

山东省田庄煤矿有限公司 272100

摘要：在煤矿生产过程中，主要依靠煤矿皮带机进行物资的传送运输，其工作的时间较长，受到了符合压力较大，这就导致系统的零件受到磨损的几率增加，同时也产生了较多的富余电能，造成了能源消耗。结合此种想象，本文主要介绍了变频技术的使用原理，并将其在皮带机改造过程中的应用实际进行了阐述，以便能够达到生产利益和能源节约双赢的目的。

关键词：皮带机；变频改造；技术要求；问题；对策

煤矿生产中的输送系统主要以皮带机设备为主，其工作时依靠发动机进行驱动，利用滚筒来带动皮带进行运转，对资源进行输送，这一系统的成本较高，生产的效率得不到保证，同时频繁的启动大功率的电动机会产生能源浪费。因此变频技术的介入使得这一情况得到了改善，同时还对皮带机的改造提供了技术参考。

一、变频技术的原理

变频技术产生的背景源于能源浪费和设备冲击磨损，这种情况存在于煤矿的皮带机运行过程中。从整体来讲，机电设备为了保证正常的运转效率，其使用的是固定电流，难以进行变流转换，在运行需求不高的时候就会产生能源浪费的情况，同时长时间的电流冲击会造成设备磨损。经过长时间的测试研究，变频技术的应用改善了这一情况，变频器中的电路元件能够在不改变电压的情况下，通过协同合作改变设备的固定电流，是设备运行可调节性能增强，从而达到能源节约和维护设备性能的目的。

这一原理能够很好的作用在煤矿机电设备的运行上，尤其是在皮带机的使用过程中，通过变频技术来控制设备的电流，降低系统的运行压力，促进工程的高效发展。

二、如何在皮带机改造领域应用变频技术

（一）在皮带机的张紧方面应用变频技术

皮带机在运行的过程中会受到张力的影响，这种张紧度会造成皮带疲劳，长时间便会损耗使用寿命，因此针对皮带机的张紧运行状态制定相应的自动张紧变频结构，将能够大幅度环节其张力影响。

在结构的组成方面可以利用电控中心、紧急制动装置、动能缓冲系统、散热系统等构成自动张紧变频结构。同时针对这其中的电控系统以及相关的检测系统也需要使用恰当的构建完善结构的性能，例如在检测张紧系数的时候，要利用张力传感器以及缓冲压力传感器等，同时为了对皮带机的速度有正确的判断，就要使用速度传感器等。

（二）自动张紧变频结构工作的基本原理

在变频结构正式运行之前，会预设皮带机的实际张力数值，当张力数值达到能够影响皮带机使用性能之后，变频结构就会自行开启，结构系统中的防爆电机和齿轮启动工作，带动绞车对皮带进行施力，利用顺/逆时针转动来增加或减小皮带的张力数值。同时变频结构系统中的温度传感器还能够在设备启动之前对整体工作环境中的温度进行测量，当温度过高的时候就会开启冷却系统，来降低工作环境温度，不仅能够防止皮带机长时间的温度老化，还能够为变频结构进行工作提供良好的环境。

总的来讲，变频设备在工作的时候，首先对张力信息、温度等工作环境中能够影响设备性能的因素进行测量，并及时的开启相关的系统，对是否需要自身参与调解最初判断，在整体工作状态达到自身开启标准的时候，变频结构便开始工作；在工作过程中，变频结构会持续性的对皮带机的状态进行检测，并将其张紧数值控制在合适的范围内。绞车的启停便是以张紧数值为标准，当张紧数值超出标准的时候，绞车便从待机状态转为启动状态，对皮带进行张力调整，之后再进入待机状态。这一过程能够较大程度上降低工作压力对皮带机的影响，同时也能够形成有效的节能效果。

三、改造后的皮带机运行状态

（一）启停功能的得到了优化

皮带机改造在依靠了变频技术之后，能够有效的控制自身启停时受到了电流冲击，缓慢的启动过程降低了皮带受到了荷载压力，同时也通过调整皮带的张紧数值，来降低设备的磨损。

（二）重载启动性能得到了增强

正常的皮带机运行过程中，受到实际开采情况的影响，需要不定时的中断运行状态，并在此重启，这一过程将会形成重载动能，会导致皮带机在高强度负荷下进行重启，造成冲击压力损耗，变频器能够通过无速度传感器的矢量控制技术将设备的固定转矩提升，从而增强设备重载启动时的性能要求。

（三）皮带机的张紧情况得到缓解

变频系统的使用能够优化皮带机的启动时间，降低电流的冲击程度，同时延长启动时间能够降低皮带在启动时形成的张力，有效的降低皮带的张紧性能，因此在进行皮带选择的时候，可以适当的降低强度性能以节省成本。

（四）提升节能减耗效率

煤矿工程在进行设备选购和设计的时候，为了满足开采的实际需求，会设置较大的工作容量，但是实际的开采期间，原煤的开采量可能达不到设备的最高运转性能，这时候出现的轻载、空载现象就会造成能源消耗，尤其是在电能方面。变频结构的使用能够通过传感器对负载程度进行检测，并将启动运转所需的能源控制在适当的范围内，降低能源消耗。

（五）有效减少机电设备的维修次数

变频器的组成结构多半为电子元件，这能够将机电设备的使用时间进行延长，能够优化设备的运行质量，变频器的使用使皮带机受到的工作磨损程度降低，直接减少了设备维修的数量，同时也能够减轻检修人员的工作压力。

（六）降低工程资金成本

在煤矿生产过程中，维护机电设备运行的模式种类较多，传统的运作模式以电动机为主，增加减速器、液力耦合器等结构，这几种结构参与的运作模式在资金成本上的投入处于中等水平，因此部分煤矿企业会为了节省资金成本，主张使用该模式，但是在实际的生产过程

中发现，减速器以及液力耦合器在运行期间需要不断进行状态维护来保证其正常运转，同时液力耦合器还会出现漏油的情况，这会对地下煤矿作业产生较大的安全隐患。

相比以上两种方式来讲，加入变频器的使用，虽然会在前期形成较大的资金支出，但是在工作过程中需要进行维护的次数较少，同时也会对机电设备打下较好的工作环境基础，在提升工作效率、优化工作性能的时候，降低更换维修的次数，同时能够更好的为设备改造提供技术支持。

总结语：

综上所述，在煤矿皮带机改造的时候，加入变频技术的支持，能够将传统的固定电流运转设备向智能化可调节设备方向转变，在不同的工作强度下，变频设备都能够通过调节电流，来调整设备的运行状态，在维持设备运行寿命的同时，还能够符合社会提倡的节能型企业发展的理念；智能化的设备还能够提升煤矿生产的效率，节约更换、维修设备的成本，为整体的工程生产提供了良好的基础和推动力。

参考文献：

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