目前潞安環(huán)能股份公司常村煤礦（以下簡稱我礦）井下主運(yùn)煤設(shè)備為膠帶輸送機(jī)，膠帶輸送機(jī)電控系統(tǒng)的安全可靠性直接影響著企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。常村煤礦井下現(xiàn)共有13部主膠帶輸送機(jī)，共計(jì)15 600 m，擔(dān)負(fù)著整個礦井每年760萬t的原煤運(yùn)輸任務(wù)，因此保證主膠帶輸送機(jī)的開運(yùn)轉(zhuǎn)就顯得尤為重要了。
1、我礦井下主膠帶輸送機(jī)普通電控系統(tǒng)簡介
我礦井下普通主膠帶輸送機(jī)有12部（南3采區(qū)膠帶輸送機(jī)現(xiàn)使用變頻器），有l(wèi)部膠帶輸送機(jī)為高壓軟啟動器控制，其余為低壓軟啟動器控制，其主回路都是利用固態(tài)繼電器（雙向可控硅）通過移相觸發(fā)（過零觸發(fā)）逐步改變晶閘管的導(dǎo)通角來抬升電壓，完成調(diào)壓和調(diào)速。根據(jù)我礦生產(chǎn)實(shí)際需求其存在以下幾種問題：
(1)常村煤礦井下膠帶輸送機(jī)部分機(jī)道存在一定坡度，最大坡度達(dá)到140，而且部分膠帶輸送機(jī)最大運(yùn)距達(dá)到2300m，偶爾會因一些特殊原因造成重載停機(jī)壓帶現(xiàn)象，而軟啟動器只改變輸出電壓，不改變頻率，也就是說不改變電機(jī)運(yùn)行曲線上的no，而是加大該曲線的陡度，使電機(jī)特性變軟。當(dāng)不變時，電機(jī)的各個轉(zhuǎn)矩（額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）均正比于其端電壓的平方，即軟啟動只能降低電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩，所以軟啟動不適用于重載啟動的電機(jī)。
(2)軟啟動器實(shí)際用于電機(jī)啟動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率，所以不能用于需要調(diào)速的地方，由于各作業(yè)面煤量大小不同，不能根據(jù)出煤量大小自動調(diào)節(jié)膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，在出煤量較大的工作面轉(zhuǎn)載點(diǎn)處會導(dǎo)致嚴(yán)重撒煤現(xiàn)象，不但增加了工人的勞動強(qiáng)度，而且影響質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作。
(3)軟啟動器是通過降低電壓來啟動的，是以犧牲啟動力
矩為代價(jià)，當(dāng)重載停機(jī)后，載荷啟動對電網(wǎng)有一定的沖擊。
(4)節(jié)能效果不明顯。
2、膠帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)改造方案
我礦南3采區(qū)膠帶機(jī)運(yùn)距為2 000 m，帶寬1200 mm，最大坡度為12。，針對以上生產(chǎn)實(shí)際中軟啟動器存在的不足，于2010年6月根據(jù)實(shí)際需要對原先的電控系統(tǒng)由軟啟動器改造為變頻開關(guān)，一年來運(yùn)行正常。
2.1改造思路
根據(jù)南3采區(qū)膠帶輸送機(jī)本身的技術(shù)特征，解決在坡度大且運(yùn)距遠(yuǎn)的情況下使用軟啟動器一旦出現(xiàn)重載停機(jī)后無法正常將膠帶機(jī)開啟的問題、皮帶機(jī)無法調(diào)速導(dǎo)致轉(zhuǎn)載點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)撤煤現(xiàn)象、啟動時對電網(wǎng)的沖擊等問題。
2.2改造方案
選用唐山開城公司生產(chǎn)的ZJT-VEC礦用兼本安型變頻器3臺，其中2號變頻器為主機(jī)，l號、3號為副機(jī)．調(diào)速按鈕在2號主機(jī)上起作用（順時針調(diào)增大，逆時針調(diào)減少，調(diào)時應(yīng)看顯示屏，一般應(yīng)調(diào)在最小25 Hz，最大50 Hz），3臺變頻器中，副機(jī)l號、3號壞l臺時，可在機(jī)頭控制器中拆開1號變頻器的控制端子或3號變頻器的控制端子，可甩掉l號或3號變頻器實(shí)現(xiàn)2臺運(yùn)行，如果2號主變頻器壞時，可在機(jī)頭控制箱中拆開控制端子，并打連2號變頻器的返回端子，然后再在2號變頻器的顯示屏設(shè)置參數(shù)，按設(shè)置主機(jī)的方法把l號或3號變頻器設(shè)量為主機(jī)，然后可在機(jī)頭控制箱上實(shí)現(xiàn)2臺驅(qū)動運(yùn)行，變頻改造后達(dá)到3臺變頻器最低保證兩臺變頻工作的效果，保證南3采區(qū)的正常出煤。
2,3改造后效果
(1)變頻器是專門為膠帶輸送機(jī)這類大慣量重負(fù)載設(shè)計(jì)的，尤其適用于點(diǎn)動模式或重載啟動的驅(qū)動場合。我礦原來采用軟啟動器啟動電動機(jī)帶動皮帶機(jī)工作的，一天工作下來由于煤量控制需啟動和停止十幾次，平均下來三四個月電機(jī)壞一次，用了變頻器以后，一天啟動停止34次，變頻器基本上一天工作20h。操作人員可以根據(jù)井下煤炭量的多少，在控制臺上直接操作就可以調(diào)節(jié)皮帶的速度。當(dāng)煤量過大時可以提高皮帶速度，避免了煤量大撒煤現(xiàn)象，而且操作非常方便，電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，加、減速過程很平滑，電流沖擊小，大大減輕了機(jī)械沖擊的強(qiáng)度；另外，其變頻開關(guān)內(nèi)的過載保護(hù)是根據(jù)電機(jī)負(fù)載情況進(jìn)行電機(jī)發(fā)熱計(jì)算，能夠防止電機(jī)過熱，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的過熱保護(hù)，在系統(tǒng)設(shè)定的最大過載條件下連續(xù)運(yùn)行1min，超過lmin，變頻器將停止輸出，并顯示電機(jī)過載，以保護(hù)電機(jī)。變頻器在我礦應(yīng)用一年多來，沒有出現(xiàn)過壞電機(jī)情況，對電機(jī)保護(hù)效果明顯。
(2)供電系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。隨著我礦工作面的不斷延伸，導(dǎo)致供電級數(shù)不斷增多而且關(guān)系復(fù)雜，繼電保護(hù)計(jì)算難度增大，越級跳閘現(xiàn)象會偶爾出現(xiàn)，皮帶機(jī)屬于井下大負(fù)荷用電設(shè)備。如果在啟動皮帶機(jī)時一旦啟動電流過大會直接導(dǎo)致電網(wǎng)頂閘事故的發(fā)生，甚至?xí)绊懙骄虏糠滞L(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，威脅礦井安全生產(chǎn)，而變頻器巧妙地避開了電力電子功率器件耐壓不足的問題，通過移相變壓器，實(shí)現(xiàn)了多脈沖整流，在電網(wǎng)波動±20%范圍內(nèi)，恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，具有對電網(wǎng)諧波污染小的優(yōu)點(diǎn)。而且變頻器對電網(wǎng)而言是—個電容性負(fù)載，它本身具備提高功率因數(shù)的能力，在使用變頻器之后，無功電流變小，它對提高整個電網(wǎng)的有效利用和減少線損非常有好處，對整個礦井的供電系統(tǒng)安全起到了不可忽視的作用。
(3)通過變頻器控制，有效地抑制了膠帶動態(tài)張力，減少膠帶、膠帶接頭及減速器的磨損，從而大大延長了膠帶的使用壽命。
(4)變頻器改造后，大大減少了電機(jī)和設(shè)備的維修費(fèi)用，為煤礦節(jié)省了大量的資金，減少了定期停工維修時間，提高了煤礦產(chǎn)量，綜合效益顯著。
(5)變頻器在線工作時，可根據(jù)電機(jī)的負(fù)荷變化，調(diào)整電機(jī)工作電源電壓和頻率，達(dá)到所需轉(zhuǎn)矩，具有明顯的節(jié)能效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(6)安全保護(hù)功能齊全，除了過壓、欠壓、過載、過熱、短路等自身保護(hù)外，還設(shè)有外圍控制的連鎖保護(hù)，包括制動閘信號與正、反轉(zhuǎn)信號的連鎖，變頻器故障信號與系統(tǒng)安全回路的連鎖，機(jī)內(nèi)備有自動減速程序等，為安全生產(chǎn)提供了保證。
3、結(jié)語
采用先進(jìn)的現(xiàn)代交流變頻調(diào)速技術(shù)對主膠帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，不僅增強(qiáng)了設(shè)備的安全與可靠性，而且為企業(yè)和社會節(jié)省了大量的電能，因此在煤礦井下原煤運(yùn)輸中具有很好的推廣價(jià)值。
1、我礦井下主膠帶輸送機(jī)普通電控系統(tǒng)簡介
我礦井下普通主膠帶輸送機(jī)有12部（南3采區(qū)膠帶輸送機(jī)現(xiàn)使用變頻器），有l(wèi)部膠帶輸送機(jī)為高壓軟啟動器控制，其余為低壓軟啟動器控制，其主回路都是利用固態(tài)繼電器（雙向可控硅）通過移相觸發(fā)（過零觸發(fā)）逐步改變晶閘管的導(dǎo)通角來抬升電壓，完成調(diào)壓和調(diào)速。根據(jù)我礦生產(chǎn)實(shí)際需求其存在以下幾種問題：
(1)常村煤礦井下膠帶輸送機(jī)部分機(jī)道存在一定坡度，最大坡度達(dá)到140，而且部分膠帶輸送機(jī)最大運(yùn)距達(dá)到2300m，偶爾會因一些特殊原因造成重載停機(jī)壓帶現(xiàn)象，而軟啟動器只改變輸出電壓，不改變頻率，也就是說不改變電機(jī)運(yùn)行曲線上的no，而是加大該曲線的陡度，使電機(jī)特性變軟。當(dāng)不變時，電機(jī)的各個轉(zhuǎn)矩（額定轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩）均正比于其端電壓的平方，即軟啟動只能降低電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩，所以軟啟動不適用于重載啟動的電機(jī)。
(2)軟啟動器實(shí)際用于電機(jī)啟動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率，所以不能用于需要調(diào)速的地方，由于各作業(yè)面煤量大小不同，不能根據(jù)出煤量大小自動調(diào)節(jié)膠帶輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，在出煤量較大的工作面轉(zhuǎn)載點(diǎn)處會導(dǎo)致嚴(yán)重撒煤現(xiàn)象，不但增加了工人的勞動強(qiáng)度，而且影響質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作。
(3)軟啟動器是通過降低電壓來啟動的，是以犧牲啟動力
矩為代價(jià)，當(dāng)重載停機(jī)后，載荷啟動對電網(wǎng)有一定的沖擊。
(4)節(jié)能效果不明顯。
2、膠帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)改造方案
我礦南3采區(qū)膠帶機(jī)運(yùn)距為2 000 m，帶寬1200 mm，最大坡度為12。，針對以上生產(chǎn)實(shí)際中軟啟動器存在的不足，于2010年6月根據(jù)實(shí)際需要對原先的電控系統(tǒng)由軟啟動器改造為變頻開關(guān)，一年來運(yùn)行正常。
2.1改造思路
根據(jù)南3采區(qū)膠帶輸送機(jī)本身的技術(shù)特征，解決在坡度大且運(yùn)距遠(yuǎn)的情況下使用軟啟動器一旦出現(xiàn)重載停機(jī)后無法正常將膠帶機(jī)開啟的問題、皮帶機(jī)無法調(diào)速導(dǎo)致轉(zhuǎn)載點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)撤煤現(xiàn)象、啟動時對電網(wǎng)的沖擊等問題。
2.2改造方案
選用唐山開城公司生產(chǎn)的ZJT-VEC礦用兼本安型變頻器3臺，其中2號變頻器為主機(jī)，l號、3號為副機(jī)．調(diào)速按鈕在2號主機(jī)上起作用（順時針調(diào)增大，逆時針調(diào)減少，調(diào)時應(yīng)看顯示屏，一般應(yīng)調(diào)在最小25 Hz，最大50 Hz），3臺變頻器中，副機(jī)l號、3號壞l臺時，可在機(jī)頭控制器中拆開1號變頻器的控制端子或3號變頻器的控制端子，可甩掉l號或3號變頻器實(shí)現(xiàn)2臺運(yùn)行，如果2號主變頻器壞時，可在機(jī)頭控制箱中拆開控制端子，并打連2號變頻器的返回端子，然后再在2號變頻器的顯示屏設(shè)置參數(shù)，按設(shè)置主機(jī)的方法把l號或3號變頻器設(shè)量為主機(jī)，然后可在機(jī)頭控制箱上實(shí)現(xiàn)2臺驅(qū)動運(yùn)行，變頻改造后達(dá)到3臺變頻器最低保證兩臺變頻工作的效果，保證南3采區(qū)的正常出煤。
2,3改造后效果
(1)變頻器是專門為膠帶輸送機(jī)這類大慣量重負(fù)載設(shè)計(jì)的，尤其適用于點(diǎn)動模式或重載啟動的驅(qū)動場合。我礦原來采用軟啟動器啟動電動機(jī)帶動皮帶機(jī)工作的，一天工作下來由于煤量控制需啟動和停止十幾次，平均下來三四個月電機(jī)壞一次，用了變頻器以后，一天啟動停止34次，變頻器基本上一天工作20h。操作人員可以根據(jù)井下煤炭量的多少，在控制臺上直接操作就可以調(diào)節(jié)皮帶的速度。當(dāng)煤量過大時可以提高皮帶速度，避免了煤量大撒煤現(xiàn)象，而且操作非常方便，電機(jī)實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，加、減速過程很平滑，電流沖擊小，大大減輕了機(jī)械沖擊的強(qiáng)度；另外，其變頻開關(guān)內(nèi)的過載保護(hù)是根據(jù)電機(jī)負(fù)載情況進(jìn)行電機(jī)發(fā)熱計(jì)算，能夠防止電機(jī)過熱，從而實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的過熱保護(hù)，在系統(tǒng)設(shè)定的最大過載條件下連續(xù)運(yùn)行1min，超過lmin，變頻器將停止輸出，并顯示電機(jī)過載，以保護(hù)電機(jī)。變頻器在我礦應(yīng)用一年多來，沒有出現(xiàn)過壞電機(jī)情況，對電機(jī)保護(hù)效果明顯。
(2)供電系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。隨著我礦工作面的不斷延伸，導(dǎo)致供電級數(shù)不斷增多而且關(guān)系復(fù)雜，繼電保護(hù)計(jì)算難度增大，越級跳閘現(xiàn)象會偶爾出現(xiàn)，皮帶機(jī)屬于井下大負(fù)荷用電設(shè)備。如果在啟動皮帶機(jī)時一旦啟動電流過大會直接導(dǎo)致電網(wǎng)頂閘事故的發(fā)生，甚至?xí)绊懙骄虏糠滞L(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行，威脅礦井安全生產(chǎn)，而變頻器巧妙地避開了電力電子功率器件耐壓不足的問題，通過移相變壓器，實(shí)現(xiàn)了多脈沖整流，在電網(wǎng)波動±20%范圍內(nèi)，恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，具有對電網(wǎng)諧波污染小的優(yōu)點(diǎn)。而且變頻器對電網(wǎng)而言是—個電容性負(fù)載，它本身具備提高功率因數(shù)的能力，在使用變頻器之后，無功電流變小，它對提高整個電網(wǎng)的有效利用和減少線損非常有好處，對整個礦井的供電系統(tǒng)安全起到了不可忽視的作用。
(3)通過變頻器控制，有效地抑制了膠帶動態(tài)張力，減少膠帶、膠帶接頭及減速器的磨損，從而大大延長了膠帶的使用壽命。
(4)變頻器改造后，大大減少了電機(jī)和設(shè)備的維修費(fèi)用，為煤礦節(jié)省了大量的資金，減少了定期停工維修時間，提高了煤礦產(chǎn)量，綜合效益顯著。
(5)變頻器在線工作時，可根據(jù)電機(jī)的負(fù)荷變化，調(diào)整電機(jī)工作電源電壓和頻率，達(dá)到所需轉(zhuǎn)矩，具有明顯的節(jié)能效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(6)安全保護(hù)功能齊全，除了過壓、欠壓、過載、過熱、短路等自身保護(hù)外，還設(shè)有外圍控制的連鎖保護(hù)，包括制動閘信號與正、反轉(zhuǎn)信號的連鎖，變頻器故障信號與系統(tǒng)安全回路的連鎖，機(jī)內(nèi)備有自動減速程序等，為安全生產(chǎn)提供了保證。
3、結(jié)語
采用先進(jìn)的現(xiàn)代交流變頻調(diào)速技術(shù)對主膠帶輸送機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，不僅增強(qiáng)了設(shè)備的安全與可靠性，而且為企業(yè)和社會節(jié)省了大量的電能，因此在煤礦井下原煤運(yùn)輸中具有很好的推廣價(jià)值。
