铜矿皮带运输中变频器的运用研究

赵应雄

摘要：伴随铜矿行业市场竞争的不断加剧，铜矿节能降耗、增产增收引起了人们的高度重视。本文就铜矿皮带运输中变频器的运用进行深入地研究。

关键词：变频器;铜矿;皮带运输

1.引言

大型皮带输送机在长途运输矿石的环节，运用电机直接启动形式会对机械设施、电器设备以及胶带等造成巨大的冲击，同时无法达到对于皮带输送机运输量的调控。运用变频器驱动皮带输送机，经过转变变频器的频率能够控制皮带输送机的输送速度，能够轻易地达到胶带慢动以及满负载启停，经过控制流程的改善能够达到节约电能的目标。

2.变频器简介

变频器是运用微电子技术和变频技术，经过转变电机工作电源频率的形式以调控交流电动机的电力控制装置。变频器通常是由制动单元、整流、驱动单元、滤波、微处理单元、逆变以及检测单元等构成。变频器依托内部IGBT的开断以调节输出电源的频率与电压，按照电机的具体需求以供应其所需的电压、电源，从而实现调速、节能的目标。除此之外，变频器还有着非常多的保护功能，比如过压、过流以及过载保护等。伴随工业自动化程度的日益提升，变频器同样获得了大量的运用。

3.铜矿皮带运输系统现状

由于受到机电设施故障、地质条件改变等相关因素产生的影响，铜矿没有办法达到连续性的生产，往往会导致皮带运输机的频繁开启。井下生产的独特性及装备技术的影响，皮带电机大都运用较为滞后的控制形式，所以电机的启动电流相对较大，控制系统难以维护。频繁性的电流启动对电机产生了巨大的影响，减少了电机的运用时间。除此之外，为了能够保障皮带运输机平稳、安全的运作，铜矿设备选型往往偏大，在整个运输系统中经常会出现“大马拉小车”的现象，导致设备效率偏低，能耗增大。国产钢绳芯带式输送机用的电动机，主要有绕线型与鼠笼两种类型的异步电动机。在有着防爆需求的场合，往往运用矿用隔爆型的鼠笼型异步电动机，大都运用液力耦合器配合，以加强启动性能与妥善处理多机拖动过程中的功率均衡问题。即使此种控制方法能够加强启动性能，然而在启动环节不得转变联轴器的充油量，所以其调速性能相对偏差，同时启动电流也较大。

4.变频器在铜矿皮带运输中的运用

4.1 智能调节转速

针对皮带运输系统来说，皮带上的铜量比较大的时候，需要提升电动机的转动速度以将铜矿迅速运输到下一流程，以防止由于电机转动速度较低而造成皮带上的铜矿堆积，最后造成意想不到的安全生产事故。在皮带上的铜量比较少的时候，电机处在轻载、又或是空载运的状态，在此状况下，电机如果依然以较低的转速运行，便会导致大量的电能浪费。矿用变频器可以及时监测电机的负载，按照不一样的负载情况战队电机转速实施智能化的调节。在铜量比较大时，矿用变频器便会主动提高转动速度，以合理的速率运输铜矿;在铜量偏小时，变频器又会主动降低电机的转动速度，以实现节能的目标。此类智能调节转速的形式达到了真正意义层面的无人值守操作，并且在一定程度上转变了矿井下的电能浪费问题。

4.2 平衡功率

井下部分皮带运输系统需多台电机实施驱动。针对此种状况，各个电机在启停环节需要维持同步，并且如果某台电机发生故障，那么整个驱动系统便需终止工作，以防止故障不断扩大。除了以上要求以外，为了实现预期的运输效率，还需要使得多台电机间的功率达到均衡。在运用多台矿用变频器分别对不同的电机进行驱动时，各个矿用变频器间便会通过通讯的形式传递设备中的运行数据。所有矿用变频器的控制体系均会按照所接收的通讯数据智能化的调节控制电机的转动速度，进而达到多台电机间的功率均衡。

4.3 智能保护与自诊断功能

矿用变频器在針对电机实施驱动的具体环节，会对大量重要的电气数据进行监测，比如：矿用变频器的母线电压、输出、输入电流等等。针对上述数据实施及时监控，能够在第一时间发生矿用变频器的不正常的运行情况，进而迅速、主动地运用对应的保护手段，以防止对于电机又或是矿用变频器本身产生巨大的损坏。

4.4 变频器保护措施

第一，安装进线电抗器。为了能够确保变频器驱动皮带输送机长期、稳定地工作，同样为了更加好的保护变频器，便需在变频器的进线端加装进线电抗器，其目的便是为了抑制变频器的谐波，调整功率因数，降低高次谐波的消极影响，保护变频器整流部分。第二，配备制动电阻组件与斩波器。在运行过程中皮带运输机由于故障骤停时将会启动抱闸制动器以避免滑动，抱闸环节形成的再生电能，这时斩波器控制接入制动电阻以耗费这些多余的再生电能，进而防止电机线圈与变频器产生过大的电压。

4.5 变频器在铜矿皮带运输中运用的注意事项

（1）在负载选择适配电机时，变频器便可以对电动机进行过载保护、过流保护，如果电机与变频器的额定容量不相符，那么便需要调节保护值又或是运用其它对应的措施，以确保电机安全稳当的运行。

（2）当变频器和电机间的配线超出100m时，在电机的线圈内部便或许会出现相应的变化，此会对电机的层间绝缘造成影响，所以需在输出端安装交流输出电抗器。

（3）在运用变频器的过程中，需要尽可能少的运用于频繁启停的场合，同时需要在电机停稳以后再进行第二次启动。

（4）电机在首次运用又或是长时间放置以后再运用时，需要进行绝缘检查，避免由于电机绝缘失效而影响装置（运用2000V以上的电压型兆欧表进行检测，需要确保绝缘电阻不得低于500MΩ）。

5.结论

总而言之，变频器在铜矿皮带运输中的运用，达到了电机的软启动，达到了对于铜矿皮带运输速度的自动控制，确保皮带运输的平稳性，以使得运输环节的能耗控制在合理的范围内。

参考文献：

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