高壓變頻器在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

高宏亮

（山西西山金城建筑有限公司，山西 太原 030053）

高壓變頻調(diào)速技術(shù)節(jié)能效果以及調(diào)節(jié)性能，相對于其他技術(shù)具有無沖擊啟動的優(yōu)良特性，因此在煤礦中得以應(yīng)用廣泛。

1 高壓變頻器原理

1.1 控制精確度高

一般的變頻器都會使用磁通矢量進行控制，從而讓交流電機調(diào)速功能和直流電機相差無幾，而且其控制精確度也會更高。

1.2 工作可靠性高

變頻器大多數(shù)都要使用電子器件，其使用時間長，而且保護功能非常完善，當用其對提升絞車進行控制時，有著非常好的可靠性，運行很穩(wěn)定無需維護。

使用高壓變頻器進行工作，基本上不需要進行太多的維護，這樣就能大大節(jié)省維護成本，降低維護人員的工作量。

1.3 調(diào)速范圍廣，運行穩(wěn)定

高壓變頻器有很廣的調(diào)速范圍，而且可以進行無級調(diào)速，在低速狀態(tài)下運行穩(wěn)定性很好。

1.4 能耗小

高壓變頻器進行調(diào)速時，屬于轉(zhuǎn)差功率不變模式，在調(diào)速當中，可以顯著降低能耗，起到節(jié)能效果具體表現(xiàn)為以下兩個方面：一是在提升狀態(tài)下節(jié)能。提升絞車在上升過程中，電機一直在電動狀態(tài)下運行，因為提升絞車處在恒轉(zhuǎn)知負載狀態(tài)，它的轉(zhuǎn)速能夠降低多少，就可以起到多大的節(jié)能效果；二是下放狀態(tài)下的節(jié)能。提升絞車在下放過程中，電機工作狀態(tài)為發(fā)電狀態(tài)，這時會把勢能轉(zhuǎn)化成電能，假如變頻器所用的為能量同饋變頻器，變頻器就會將電能返同到電網(wǎng)中。

2 高壓變頻器運行故障及對策

2.1 風扇故障對高壓變頻器正常運行影響及相應(yīng)對策

高壓變頻器在一次正常運行過程中出現(xiàn)了跳閘現(xiàn)象，跳閘報告顯示為重故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)：高壓變頻器內(nèi)冷卻風扇發(fā)生了故障，導(dǎo)致柜內(nèi)環(huán)境溫度上升，進而使高壓變頻器停比運行而跳閘。

在進行使用觀察后，相關(guān)的維護技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，即使高壓變頻器柜中任一個冷卻風機出現(xiàn)故障，高壓變頻器柜中的環(huán)境溫度在短時內(nèi)不會發(fā)生較大的變化，同時該變頻器仍然可以正常的運行工作。如果將故障改為“變頻輕故障”，檢修人員及時進行維修，則高壓變頻器不會發(fā)生跳閘；功率單元模塊柜中任意一個冷卻風扇發(fā)生故障，在短時問內(nèi)功率單元模塊的溫度迅速升高，這時如果再將故障改為“變頻器輕故障”，不會給檢修人員多余的時問進行相應(yīng)的維修處理，所以將該故障改為“輕故障”。

措施：第一，將冷卻風扇故障改為“輕故障”，減少跳閘故障發(fā)生的次數(shù)；第二，將濾網(wǎng)定期清洗；第三，定期檢查、維護。

2.2 回路接線故障

高壓變頻器控制系統(tǒng)由信號板、主控板、電源、接口板和觸摸屏等部分組成，任意一個部件的損壞都將影響其正常的運行工作。風機變頻器在一次正常的運行過程當中因為外部發(fā)生故障，從而導(dǎo)致電壓短時消失，在其恢復(fù)過程中，電源發(fā)生了跳閘，最終的報告顯示為失壓重啟跳閘。

在實際使用的高壓變壓器實中，一部分是不具備短時失壓后再重啟功能，因此對該類高壓變頻器而言，在電源短時失壓后再回復(fù)電壓后是不會重啟的。措施：與購買廠家協(xié)商、溝通，讓其技術(shù)人員對內(nèi)部電路的接線進行全面檢查，并將內(nèi)部接錯的線路進行糾正。

3 高壓變頻器在煤礦機電設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 高壓變頻器在帶式輸送機中的運用

皮帶因為具有彈性，所以不淪是在靜比或者是運行狀態(tài)下都存儲著很多能量當皮帶機工作時，假如沒有設(shè)置軟啟動裝置，那么皮帶中的能量會快速釋放出來，形成張立波并沿著皮帶傳送出去。當張力波過大時，就會導(dǎo)致皮帶斷帶所以帶式輸送機一定要增加軟啟動裝置。但是現(xiàn)在煤礦所用的軟啟動裝置一般都是液力禍合器，雖然可以解決皮帶軟啟動所帶來的部分問題，但是依然存在著諸多缺陷。而將高壓變頻器運用到帶式輸送機中：

（1） 可以真正讓帶式輸送機實現(xiàn)軟啟動，而不會存在負面作用，皮帶不會用任何的波機

（2） 可以保證皮帶機在多電機驅(qū)動下，依然可以保證功率平衡；

（3） 可以有效降低皮帶的帶強，讓設(shè)備初期不需要投入大量的資金

3.2 高壓變頻器在主扇風機中的運用

將高壓變頻器運用到主扇風機中，可以有效提升礦井的安全性，降低生產(chǎn)成本，同時也能提高煤礦的自動化能力。

（1） 高壓變頻器對電網(wǎng)幾乎是完全無害的，因為變頻器在改造以后，風機能夠進行變頻軟啟動，從而可以防比啟動電流變化為對電網(wǎng)等設(shè)備造成沖擊，有效增加電氣設(shè)備的使用壽命；

（2） 根據(jù)需求來調(diào)節(jié)風量大小，可以避免浪費使用高壓變頻器以后，風機送風量可以無需風門進行調(diào)節(jié)，而是通過變頻器進行變頻調(diào)節(jié)，按照生產(chǎn)所需調(diào)節(jié)風量大小，降低了能源浪費。

高壓變頻器在實際的使用過程中存在的主要問題有：增加了喘振現(xiàn)象發(fā)生的可能性，產(chǎn)生了高次諧波，購買費用和維護費用高，節(jié)能效果不明顯，噪聲大，工作人員不熟悉操作等。所以應(yīng)對的方式可以從多方面展開：首先是采用市場上的無諧波變頻器來代替一般變頻器來減少諧波的產(chǎn)生，從而減少了電機和電力設(shè)備之間的磨損；是否采用變頻器也要根據(jù)企業(yè)的規(guī)模和工作效率來確定；對于高壓變頻器的噪聲大的問題，企業(yè)可以采用一些降噪方式，降低高壓變頻器工作時產(chǎn)生的噪聲；與此同時加強對于操作人員和維修人員的培訓(xùn)工作，讓操作人員熟悉了解高壓變頻器的操作方式和使用方法，讓維修和檢修人員了解高壓變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握必要的知識和技術(shù)來進行維修和檢修工作。

4 結(jié)語

文中介紹了高壓變頻器工作原理、選型要求，以及在膠帶輸送機、通風機中的應(yīng)用。高壓變頻器在使用中取得了顯著的效果，解決了許多實際問題。