（变频技术在煤矿中的应用）（最终版）

降低皮带突张应力强度。

采用变频器拖动之后，由于变频器的起动时间可在可调，通常皮带机起动时间在内根据现场设定，皮带机的起动时间延长，大大降低对皮带带强的要求，延长皮带使用寿命，降低设备运行投资。

降低设备的维护量。

变频器是种电子器件的集成，它将机械的寿命转化为电子的寿命，寿命很长，大大降低设备维护量。

同时，利用变频器的软起动功能实现带式输送机的软起动，起动过程中对机械基本无冲击，也大大减少了皮带机系统机械部份的检修量。

节能。

在皮带机上采用变频拖动后的节能效果主要体现在系统功率因数和系统效率两个方面。

提高系统功率因数通常情况下，煤矿用电机在设计过程中放的裕量比较大，工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。

由电机设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高功率因数最佳，轻载时降低，造成不必要的电能损失。

这是因为当轻载时，定子电流有功分量很小，主要是励磁的无功分量，因此功率因数很低。

采用变频器驱动后，在整个过程中功率因数达以上，大大节省了无功功率。

提高系统效率采用变频器驱动之后，电机与减速器之间是直接硬联接，中间减少了液力偶合器这个环节。

而液力偶合器本身的传递效率是不高的，并且液力偶合器主要是通过液体来传动，而液体的传动效率比直接硬联接的传动效率要低许多，因而采用变频器驱动后，系统总的传递效率要比液力偶合器驱动的效率要高。

另外，矿井通常离变电站距离较远，不同时段电压波动较大，利用变频器的自动稳压功能，也有部份节能作用。

综上所述，采用变频器这种技术来改造传统的带式输送机驱动系统，不仅在技术的先进性还是带来的社会及经济效益方面都是巨大的，随着社会的发展，最终在带式输送机的驱动上变频器将取代液力偶合器的主导地位。

六变频技术在水泵控制中的应用变频技术应用于水泵控制矿井中应用较多的另种设备是多级离心泵。

电能输送给水泵电机后，电机带动多级离心泵旋转，将电能转换为机械能，把井下的水举排到地面。

由于水泵是在井底工作，工作环境非常恶劣，传统的供电方式全压工频使它故障频繁，运行成本大增。

方面，水泵在工频启动时，启动电流大，电机电缆的压降较大，使得电机电缆在启动过程中的反压较高，使绝缘性能降低，每次开机都会使水泵寿命降低，大大影响了水泵的使用寿命。

另方面，水泵在正常工作时，普遍存在着电机负载率较低的情况，水泵的功率因数较低，耗电量多，大马拉小车现象严重。

泵电机匹配难以达到在泵的最佳工况点运行，管网效率低，电能损失高达以上。

正是从恒压排水和节能的两个方面考虑，在排水系统中引入变频控制。

通过流体力学的基本定律可知泵类设备均属平方转矩负载，其转速与流量，压力以及轴功率具有如下关系∝，∝，∝即流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率与转速的立方成正比。

通过上述分析可以知道，通过改变电动机转速可方便地改变水的流量，保证水压恒定通过改变电动机转速，在降低水流量的同时，可有效降低系统的电能损耗。

二变频改造的排水系统具有的优点实现了电机软起动自由停车。

电机均通过变频器或软起动从作缓慢加速起动，可减少机泵因突然高速起动所带来的影响，减少了直接起动时起动电流对电网的冲击。

提高了功率因数，改善了电机电源质量，电机的功率与实际负荷相匹配，系统达到节能运行的目的。

消除了泵的喘振现象，使泵运行处于最佳工况状态。

实现了压力自动控制，被调节量得到更平稳的调节，增强了系统的稳定性和可靠性。

目前变频调速技术应用在排水系统中，对水泵电机转速进行调节，达到稳压稳流排水。

同时软起软停的功能代替了减压启动，使电机起停平稳，减少了对电网和机械设备的冲击，不会造成管网压力流量流速的剧烈变化，不需要阀门截流，因此对防止汽蚀水击喘振极为有利，可以延长管网泵阀门的维修周期和使用寿命。

结语随着科学技术的不断进步，变频技术已日趋完善，因其节能利于提高工艺水平方便构成自控系统的优势，在各个行业得到越来越广泛的应用。

应用变频调速是煤矿提高工艺水平节能挖潜增加效益的重要途径，今后必将得到更广泛的应用，为企业创造巨大的效益。

参考资料范正翘电力传动与自动控制系统北京航空航天大学出版社，王占奎变频调速应用百例北京科学技术出版社，胡崇岳现代交流调速系统北京机械工业出版社，陈国呈变频调速及软开关电力变换技术北京机械工业出版社由于低压中小容量到高压大容量，句话，由低级到高级的过程。

多年来，国家经贸委直会同国家有关部门致力于变频调速技术的开发及推广应用，在技术开发技术改造方面给予了重点扶持，组织了变频调速技术的评测推荐工作，并把推广应用变频调速技术作为风机水泵节能技改专项的重点投资方向，同时鼓励单位开展统贷统还方式，抓开发抓示范工程抓推广应用。

国家成力了风机水泵节能中心，开展信息咨询和培训。

年年间我国风机水泵变频调速技术改造投入资金亿元，改造总容量达万，可年节电亿，平均投资回收期约年。

年朱榕基总理在国家经贸委上报的关于风机水泵节能改造工作情况的报告上明确指示这件事抓得好。

年月日实施的中华人民共和国节约能源法第条，已将变频调速列入通用节能技术加以推广。

在国家经贸委九五资源节能综合利用工作纲要中，变频调速已被列入重点组织实施的项资源节约综合利用技术改造示范工程之。

即将出台的限制性政策规定对新建和扩建工程需要调速运行的风机和水泵，律不准采用挡板和阀门调节流量对采用挡板和阀门调节流量的要分期分批有步骤地进行调速改造。

据有关资料表明，我国变频调速技术已经取得了如下成绩。

变频调速技术的应用范围已发展到新阶段。

石油石化机械冶金等行业都经过了单系统试用大量使用和整套装置系统使用个发展阶段。

如广东茂名石化公司和九江石油化工厂现已发展到饮用常减压和催裂化变频装置，取得了节能增产的显著效果长春第汽车厂个专业厂的输送机械空压机等设备应用了台变频器，保证了新车的制造迅速达到了生产指标新疆克拉玛依油田在炼油化工供水天然气处理等系统中广泛采用了变频器，低压变频调速的普及率已达梅林水厂太原钢厂邯郸钢厂等单位在水泵风机机组上采用中压变频技术，保证了生产，节约了能源等。

变频调速技术已成为节约能源及提高产品质量的有效措施。

很多用户实践的结果证明，节电率般在，有的高达，更重要的是生产中些技术难点也得到解决。

例如包钢轧机采用变频装置后，年平均事故时间达到工作时间的以下，大幅度提高了产品质量和产量，且年节约电费约万元仪征化纤联合公司共用了台变频器，频率精度达，做到了使用年无事故乌鲁木齐市热力总公司在供热系统中采用变频调速后，当年节电达以上石油系统从年代末到年，油田和长输管道在用的变频装置已达万，年节电量近亿。

二变频技术在煤矿提升机中应用目前矿用提升机控制系统普遍采用绕线电机转子串电阻的方式进行调速，该系统存在以下缺点大量的电能消耗在转差电阻上，造成了严重的能源浪费，同时电阻器的安装需要占用很大的空间。

控制系统复杂，导致系统的故障率高，接触器电阻器绕线电机碳刷容易损坏，维护工作量很大，直接影响了生产效率。

低速和爬行阶段需要依靠制动闸皮摩擦滚筒实现速度控制，特别是在负载发生变化时，很难实现恒减速控制，导致调速不连续速度控制性能较差。

启动和换档冲击电流大，造成了很大的机械冲击，导致电机的使用寿命大大降低，而且极容易出现掉道现象。

自动化程度不高，增加了开采成本，影响了产量。

低电压和低速段的启动力矩小，带负载能力差，无法实现恒转矩提升。

采用变频调速系统可以很好地克服上述缺点，本文以风光牌提升机变频器为例，详细介绍变频调速系统在矿用提升机上应用的系统方案。

采用变频调速系统的优点在电网波动范围内，恒转矩提升，不会因为电网波动影响负载提升情况。

实现了电机软启动，启动力矩大，带负载能力强。

电机可以实现无级调速，加减速过程很平滑，电流冲击小，大大减轻了机械冲击的强度。

采用芯片统控制和外端电路接口相结合，使调速系统具有很高的可靠性，同时利用强大的控制能力实现灵活的控制方式。

机内带有回馈单元，回馈能量直接输给电网，且不受回馈能量大小的限制，适应范围广，节能效果明显，系统可以实现四象限运行。

安全保护功能齐全，除了过压欠压过载过热短路等自身保护外，还设有外围控制的连锁保护，包括制动闸信号与正反转信号的连锁，变频器故障信号与系统安全回路的连锁，机内备有自动减速程序等。

接口电路变频器提供完善的接口电路，内设，既可以与新装系统实现配套使用，也可以对老系统进行改造，可以接受和工业标准信号。

用于系统改造时，增加远控装置就可以实现工频与变频的相互转换，监视系统的操作和运行状况等功能。

图提升机专用变频器接口电路接口电路实现了变频器与控制系统的连接，包括正反转控制，速度调节可以采用档位调节方式，也可以采用模拟量输入方式，与外部电路的连锁功能松闸急停信号用于与制动闸及制动油泵连锁，安全回路及故障输出信号用于与系统安全回路实现连锁，各种状态指示等各种功能。

主回路结构图低压系列主回路结构图高压多重化单元结构提升机变频器主要功能简述回馈制动变频器采用能量回馈单元将再生能量回馈给电网，从而实现变频器的四象限运行。

能耗制动能耗制动单元可单独使用，也可以与能量回馈单元配合使用。

直流制动主令控制器给出正转或反转命令后，如果没有给出松闸信号，变频器会在电机上施加直流制动转矩，确保松开制动闸过程中重车不下滑。

在给出松闸信号后，变频器开始运行。

制动油泵开启后，若不小心松开制动闸触动松闸行程开关，变频器接收到松闸信