Discussion on Application and Realization of Frequency Conversion Energy Saving System of
Coal Mine Belt Conveyor
赵岩超 ZHAO Yan-chao
（神华宁夏煤业集团有限责任公司羊场湾煤矿，银川 750000）
（Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co.，Ltd.Yangchangwan Coal Mine，Yinchuan 750000，China）
摘要：带式输送机的规范化应用，为煤矿运输提供可靠的设备支持，其中变频节能系统的性能直接关系着带式输送机使用功能的发挥。本文就煤矿带式输送机变频节能系统及其组成情况进行简要介绍，明确系统运行实现过程，进一步开展应用功耗计算与节能降耗效果分析，旨在促进带式输送机变频节能系统在煤矿运输工作中的价值得到充分发挥，仅供相关人员参考。
Abstract: The standardized application of belt conveyors provides reliable equipment support for coal mine transportation. The performance of frequency conversion energy-saving systems is directly related to the function of belt conveyors. This paper briefly introduces the variable frequency energy-saving system of coal mine belt conveyor and its composition, clarifies the process of system operation, further develops the application of power consumption calculation and energy saving and consumption reduction effect, aiming to promote the belt conveyor energy-saving system in coal mine transportation. The value of the work is fully utilized and is only for reference by relevant personnel.
关键词：煤矿；带式输送机；变频节能系统；应用；实现
Key words: coal mine；belt conveyor；variable frequency energy-saving system；application；realization
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）35-0212-02
0 引言
在煤矿运输过程中，带式输送机的应用是一个持续性的过程，在软启动的支持下，设备启停过程中所产生的机械冲击得到一定程度缓解，但实际应用过程中并未满足节能降耗要求，机械磨损依然比较明显，长此以往不利于带式输送机使用功能的发挥。在此种情况下，探讨煤矿带式输送机变频节能系统的应用和实现，具有一定现实意义。
1 煤矿带式输送机变频节能系统概述
1.1 系统简介
在煤矿运输过程中，带式输送机的传统运行方式下其输送带速度的调整主要依靠电机电流监测来实现，但在实际操作过程中，较长的输送带的控制效果并不理想，电机电流的变化是监测的关键因素，但在带式输送机运行过程中，输送机尾部煤量变化不明显的情况下，很难通过电机电流准确监测出来，此种情况下故障难于在第一时间被发现，导致带式输送机的输送带压料几率较大，进而出现运行故障，无法满足煤矿生产工况的现实需求，传统方法存在一定局限性。
带式输送机变频节能系统的实现，其原理在于以料流传感器、PLC检测等相关设备为支持，对输送带上煤炭量进行计算，在变频器的作用下，结合电流与功率变化来明确带式输送机上煤炭量的具体情况，据此来调整防爆变频器的速度。在此种方式下，带式输送机的无功损耗能够有所降低，这就有助于改善整个设备的运行效率，更好的满足煤矿运输的现实需求。就带式输送机变频节能系统的运行来看，在变频拖动条件下，节能控制与保护功能的实现，都具有良好的适应性，能够结合煤矿运输的现实需求出发，通过通讯接口与电气联锁接口的精准提供，在网络环境下能够与疾控系统协调作用，对煤量进行准确检测，并据此对变频器进行调解，确保频率输出的可靠性，进而调整带速，保证带式输送机处于节能化运行状态。
1.2 系统组成
在煤矿运输过程中所应用的带式输送机变频节能系统主要由三个部分组成，其一是变频传动部分，其中，在隔爆变频器的支持下，变频传动部分功能得以有效发挥，以此来对电机进行驱动，满足运行速度调整需求，此种方式下电机运行稳定，在设定保护参数方面也具有一定便利性。其二是控制系统，以PLC为支持，致力于控制相关设备并分析传感器信号，促进了输送带速度调节与故障保护的顺利实现，其中控制设备对象主要包括制动闸、变频器等。其三是传感器，该部门的主要价值就是服务于控制部分，正是由于传感器功能的发挥，才促进了设备精准控制与有效保护的实现。
2 煤矿带式输送机变频节能系统运行的实现过程
在煤矿运输过程中，带式输送机变频节能系统运行稳定性与功能发挥的可行性都会在一定程度上影响着系统节能降耗效果，因此必须要以系统科学监测作为系统集控的前提条件。在实际操作过程中，要以系统为对象实施精准检测，在确认不存在故障的基础上方可发出命令令系统启动，电机在变频器的作用下实施启动，实际速度为设定加速度，待运行正常信号返回至PLC控制箱后，料流传感器对料流信号进行检测，并对输送带上的实际输送量加以准确、实时计算，获得相关数据，与此同时，在PLC支持下对变频器电流与功率进行比较计算并得出数据，据此来实施信号输出，以满足转速调节需求，确保带式输送机变频系统处于稳定的运行状态。在变频系统运行过程中，物料实际量发生变化时，输送带速度也会自动进行调整，针对物料均匀性不足的问题，需要基于数学模型出发展开计算，优化系统程序，在PID调节的基础上基于模型计算数值来进行程序优化，以保证系统运行保持稳定状态，降低电机高热损坏问题的发生几率。
3 煤矿带式输送机变频节能降耗的计算分析
3.1 应用功耗计算
本文以某地区煤矿为例，在把握煤矿现场输送整体情况的基础上，基于实测数据来对变频节能降耗进行计算，目的在于为煤矿带式输送机使用功能的优化发挥提供参考。在计算应用功耗时，需要依据实测数据来计算电机消耗功率P，P=■UI cos ?准，通过变频器在功率补偿方面功能的发挥，来改善电机运行状态，保证功率因数的可靠性。在对带式输送机节能降耗进行计算时，要明确输送带的具体情况，包括电机功率与电压、运输长度、输送带宽度、设备类型及带速等，以确保节能降耗计算的准确性和有效性。在煤矿运输现场软启动的情况，若变频器电机为单台，则在功率计算的过程中要明确软启动与变频器拖动状态下分别的空载功耗与带载功耗，通过计算可以发现，以空载状态下节能效果对比来看，变频调速运行与软启动工频运行相比更具优势，而在带载状态下，变频调速运行同样具有良好的节能特性。
3.2 节能降耗效果分析
就带式输送机运行情况中，无论是空载状态还是轻载状态下，其输出功率都会受到变频节能系统运行的影响而使得输出频率有所降低，约在20Hz-30Hz之间，带速也会有所下降，此时对节能降耗进行计算，并就节能降耗实际效果展开分析。研究表明，变频电机应用模式下变频器输出频率与轻载状态下带式输送机输出频率下降程度都会在一定程度上对实际节能降耗效果产生影响，变频器输出频率降低至10Hz或者请在状态下带式书动机输出频率降低至20Hz时为最佳节能降耗状态。、在不同的运行条件下，变频器都具有良好的应用价值，能够满足满载、半载和空载的运行需求，对于电机功率因数的提升以及带式输送机运行稳定性的改善都具有重要意义。通过变频节能系统的应用，促进了电机运行功率因数的变化，电机效率得到明显改善，在降低电流的同时，有效减少了不必要的线路损耗，从而真正实现技能降耗，在不同的工况条件下以及现场情况下，所产生的节能效果也存在一定差异性。
就煤矿带式输送机运行情况来看，变频节能系统的应用不仅有助于节能降耗，还能够改善系统磨损问题，尤其是在半载工况下，通过对比可以发现，电机转速明显下降，系统磨损有效降低，变频节能工况下带式输送机所使用的年限要明显长于在工频工况下的带式输送机，输送带磨损减少。在煤矿运输过程中，对于带式输送机的应用若能够保证速度与运量达到组价匹配状态，则能够更进一步提升节能降耗效果，促进带式输送机使用功能的发挥。
4 结语
通过以上分析可知，煤矿带式输送机变频节能系统具有良好的应用价值，在现代可持续发展整体环境下，节能降耗受到全社会的高度重视，在变频器调速技术的支持下，电机设备的环保化应用得以实现，为社会各领域发展提供可靠支持。在煤矿运输实践中要科学应用带式输送机变频节能系统，在保证设备运行稳定性与安全性的同时，减少不必要的能源消耗，提高设备检修维护有效性，对于煤矿生产的顺利开展以及行业效益的维护也具有重要意义。
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