高压变频技术在刮板输送机上的应用研究

郭继辉

（山西汾西宜兴煤业有限责任公司， 山西 孝义 032302）

引言

传统的刮板输送机运用了液压耦合技术，该技术虽然能够满足电动机软启动，但是不能解决系统复杂、维修工作量较大等问题。随着技术的不断创新，将变频技术应用在煤矿领域已经是煤矿行业工作的重点之一，尤其是在处理刮板输送机的断链、堵塞等问题上有着积极作用[1]。

1 高压变频器的组成与流程

1.1 高压变频器的组成

高压变频器内部回路主要分为主回路和控制回路。主回路是指通过主回路可以使煤矿上10 000 V的电压在经过移动变电站后，变电站将电压变为两路的1 903 V电压，再将电压输入至变频器，通过变频器对电压进行变频输出控制，将电动机的输入电压频率控制在50 Hz以内，从而实现高压变频器的调速控制。控制回路就是低压控制设备，它由地面监控、显示台、TK200集中显示器、信号采集终端共同组成。其中集中显示器在整个低压变频器中的意义重大。当操作人员利用集中显示器进行刮板输送机的运行速度设置时，显示台能够分别显示出电流、电动机转输、转矩等主要的数据参数，将最终的数据信息传送至地面监控系统并保留历史数据。集中显示台还能够根据信号采集终端进行电动机内油温与油量的定位[2]。

1.2 高压变频器系统工作流程

煤矿高压变频系统工作流程如图1所示。

1）控制系统连接电源，进行自检工作，如果自检系统存在故障问题，显示器会自动显示故障代码，如果故障没有发生，就会发送移变MCB合闸命令。

2）检验是否通过接收到的MCB的信号，如果没有接收到信号就继续等待2 s，MCB故障发生会禁止合闸，显示故障代码。反之，变频器就会进入准备充电的状态。

图1 煤矿高压变频系统工作流程

3）操作人员通过在中央控制台设置运行的速度，启动TK200，检测是否接收到信号，如果信号没有成功被接收，请重复进行信号的等待接受。反之，变频器进入启动状态。

4）在系统运行期间，如果发生沿线停车闭锁或者故障，系统会自动对故障进行修复，然后重新启动TK200。如果故障急停的现象发生，会直接导致显示故障代码，故障复位，控制电源重新上电。

2 高压变频远程监控系统

主机1号变频器能够控制两台丛机机器，通过线路RS-483将数据传送至PLC控制器、显示屏、数据上传模块，再通过以太网将数据信息输送至地面交换中心[3]。如下页图2所示。

3 高压变频器的谐波问题的解决

图2 远程监控系统流程图

晶闸管换相产生的高次谐波会对通信系统中的信号造成一定的干扰，图3为6脉冲的晶闸管线路图，整体电路线路较为简单，导致线路中含有高次谐波，导致电流的失真率达到30%左右。而图4是12脉冲晶闸管的流程示意图，通过电路中串联的降低了谐波电流，使电流失真的情况保持在10%左右。6脉冲晶闸管相较于12脉冲晶闸管的经济成本较低，可以应用在规模较小的变频器系统中，在使用中也要注重对干扰等方面的影响。12脉冲晶闸管是针对大型的高压变频器应用的，能够通过线路中三角形的供电方式，优化脉冲谐波。

4 液力耦合软启动与变频驱动的技术对比

传统的刮板输送机采用的工作原理是利用液压耦合技术，随着变频驱动技术的不断更新，变频技术在市场的应用越来越广泛，表1是针对两种工作原理进行的技术对比分析。可以看出变频驱动技术在诸多方面均优于液力耦合软启动。

5 结语

将高压变频技术运用在刮板输送机上不仅节约了煤矿企业的经济成本，而且对提高刮板输送机的工作效率有着积极的作用，对于构建稳定、安全的煤矿开采环境至关重要。通过将传统的液力耦合软启动与变频驱动的技术进行对比分析并应用于刮板输送机上，有效解决了刮板输送机的能源消耗问题。

图3 6脉冲晶闸管示意图

图4 12脉冲晶闸管示意图

表1 液力耦合软启动与变频驱动的技术对比