淺談變頻器在煤礦膠帶機(jī)控制上存在的問題及對策

惠少鋒

【摘要】變頻器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，煤炭行業(yè)的各種設(shè)備也逐一用上了變頻控制。本文主要介紹了變頻器應(yīng)用在膠帶機(jī)控制上的問題及對策。

【關(guān)鍵詞】變頻器 干擾 發(fā)熱 屏蔽 防塵

1引言

自變頻器進(jìn)入神東以來，在短短的幾年時(shí)間里得到了非常廣泛的應(yīng)用尤其是膠帶機(jī)控制上。目前，變頻器以其智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點(diǎn)越來越受到大家的青睞。隨著變頻器應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，暴露出來的問題也越來越多，主要有以下幾方面：（1）煤塵引起的誤動(dòng)作；（2）發(fā)熱問題；（3）電磁干擾。

2煤塵引起的誤動(dòng)作

大家知道煤礦井下環(huán)境比較復(fù)雜，煤塵比較大。而變頻系統(tǒng)要求很高，雖然在出廠或是在安裝時(shí)做了很多的防范措施，但長期在一個(gè)煤塵較大的環(huán)境中運(yùn)行難免有一些煤塵侵入。這些煤塵進(jìn)入后，落浮在電路板上，造成短路，輕則引起微處理器判斷錯(cuò)誤，造成設(shè)備不能正常運(yùn)行。重則引起電路板上的零部件燒壞，造成設(shè)備無法正常運(yùn)行。這在生產(chǎn)中是常見的問題。常采用的辦法是：

（1）采用定期除塵，注意在除塵前停掉所有與其有關(guān)的電源，防止人為造成短路燒壞電路元件。

（2）安裝時(shí)盡量將其安裝在粉塵少、溫度適中通風(fēng)好的環(huán)境中。

（3）盡量在其安裝位置的上風(fēng)側(cè)安裝除塵裝置，以免更多粉塵進(jìn)入其周圍。

3發(fā)熱問題及其對策

變頻器的發(fā)熱是由內(nèi)部的損耗產(chǎn)生的。在變頻器中各部分損耗中主要以主電路為主。為了保證變頻器正?？煽窟\(yùn)行，必須對變頻器進(jìn)行散熱，通常采用以下方法：

采用風(fēng)扇及外循環(huán)水散熱：變頻器的內(nèi)裝風(fēng)扇可將變頻器的箱體內(nèi)部散熱帶走，并且在變頻器周圍安設(shè)環(huán)繞水管見其保衛(wèi)，水管內(nèi)充滿循環(huán)水，利用水比熱大的原理將溫度降下再帶到外部所安設(shè)的風(fēng)冷系統(tǒng)，中，降低水溫，就這樣循環(huán)重復(fù)達(dá)到降溫效果，如果外循環(huán)水冷系統(tǒng)壞，溫度無法降低時(shí)應(yīng)立即停止變頻器運(yùn)行。

4電磁干擾源及其對策

4.1電磁干擾源

井下空間有限，因此設(shè)備的動(dòng)力電纜及控制電纜基本都是在一個(gè)電纜橋架內(nèi)存放（即高壓、低壓和控制電纜在一起）。而電磁干擾是以外部噪聲和無用信號(hào)在接收中所造成的電磁干擾，通常是通過電路傳導(dǎo)和磁場的形式傳播的。而這些高、低壓電纜正是造成的主要電磁干擾源。

4.2抗電磁干擾的措施

抗電磁干擾的措施的原則就是抑制和消除干擾源、切斷干擾對系統(tǒng)的耦合通道、降低系統(tǒng)對干擾信號(hào)的敏感性。具體措施可采用隔離、濾波、屏蔽、正確安裝等方法。

4.2.1隔離

所謂干擾的隔離是指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使它們不發(fā)生電的聯(lián)系。在變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)中，通常是在電源和放大器電路之間的電源線上采用隔離變壓器以免傳導(dǎo)干擾，電源隔離變壓器可應(yīng)用噪聲隔離變壓器。

4.2.2濾波

設(shè)置濾波器的作用是為了抑制干擾信號(hào)從變頻器通過電源線傳導(dǎo)干擾到電源及電動(dòng)機(jī)。為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側(cè)可設(shè)置輸出濾波器。為減少對電源的干擾，可在變頻器輸入側(cè)設(shè)置輸入濾波器。

4.2.3屏蔽

屏蔽干擾源是抑制干擾的最有效的方法。通常變頻器本身用鐵殼屏蔽，不讓其電磁干擾泄漏。輸出線最好用鋼管屏蔽，特別是以外部信號(hào)控制變頻器時(shí)，要求信號(hào)線盡可能短（一般為20m以內(nèi)），且信號(hào)線采用雙芯屏蔽，并與主電路及控制回路完全分離，不能放于同一配管或線槽內(nèi)，周圍電子敏感設(shè)備線路也要求屏蔽。為使屏蔽有效，屏蔽罩必須可靠接地。

4.2.4正確安裝

由于變頻器屬于精密的功率電力電子產(chǎn)品，其現(xiàn)場安裝工藝的好壞也影響著變頻器的正常工作。正確的安裝可以確保變頻器安全和無故障運(yùn)行。變頻器對安裝環(huán)境要求較高。變頻器使用手冊一般規(guī)定溫度范圍為最低溫度-10℃，最高溫度不超過50℃；變頻器的安裝海拔高度應(yīng)小于1000m，超過此規(guī)定應(yīng)降容使用；變頻器不能安裝在經(jīng)常發(fā)生振動(dòng)的地方，對振動(dòng)沖擊較大的場合，應(yīng)采用加橡膠墊等防振措施；不能安裝在電磁干擾源附近；不能安裝在有灰塵、腐蝕性氣體等空氣污染的環(huán)境；不能安裝在潮濕環(huán)境中，如潮濕管道下面，應(yīng)盡量采用密封柜式結(jié)構(gòu)，并且要確保變頻器通風(fēng)暢通，確?？刂乒裼凶銐虻睦鋮s風(fēng)量。安裝工藝要求如下：1）確?？刂乒裰械乃性O(shè)備接地良好，應(yīng)該使用短、粗的接地線（最好采用扁平導(dǎo)體或金屬網(wǎng)，因其在高頻時(shí)阻抗較低）連接到公共地線上。按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其接地電阻應(yīng)小于4歐姆。2）安裝布線時(shí)將電源線和控制電纜分開，例如使用獨(dú)立的線槽等。如果控制電路連接線必須和電源電纜交叉，應(yīng)成90°交叉布線。3）使用屏蔽導(dǎo)線或雙絞線連接控制電路時(shí)，確保未屏蔽之處盡可能短，條件允許時(shí)應(yīng)采用電纜套管。4）用屏蔽和鎧裝電纜作為電機(jī)接線時(shí)，要將屏蔽層雙端接地。

5結(jié)語

本文通過對煤礦一般型變頻器運(yùn)行過程中存在問題的分析，提出了解決這些問題的實(shí)際對策，隨著新技術(shù)和新理論不斷在變頻器上的應(yīng)用，變頻器存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補(bǔ)償來解決。隨著工業(yè)現(xiàn)場和社會(huì)環(huán)境對變頻器的要求不斷提高，我們期待著更完美的變頻器趕快出世。

參考文獻(xiàn)

[1]ABB變頻器操作手冊.

[2]ABB變頻器安裝手冊.

[3]ABB變頻器原理功能手冊.