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变频技术在煤矿井下带式输送机智能视频调速中的应用 作者：温丽娟 来源：《科技创新导报》2019年第19期 摘; ;要：本文讲述了变频调速技术在国家能源集团宁东矿区红柳煤矿用以煤矿井下带式输送机智能视频 调速中的应用。分析了使用变频技术对煤矿生产所带来的节能增效，为煤矿胶带运输系统实现自动化、 智能化开辟了新思路，指明了煤矿智慧化矿山发展的方向。 关键词：变频调速; 电动机; 节能降耗 中图分类号：TD63+4.1; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码：A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号：1674-098X （2019）07 （a）-0020-02 煤炭企业是用电大户，而煤矿生产的节能降耗至关重要。在煤矿生产过程中，运输、提升等系统会浪费 大量的电能，同时会加速机械传动磨损，缩短设备、材料、配件等的使用寿命。因此节能降耗势在必 行，利用变频调速不仅可优化调速性能，提高劳动生产率、提高设备生产自动化程度，而且实现了节约 能源、降低生产成本的功效。 1; 变频调速技术的原理 交流变频调速技术是将计算机技术、电力电子技术和电机传动技术、可编程控制器紧密结合，是机电一 体化技术的综合性应用。其实质是利用全控型器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装 置，在交流电动机的变频调速控制中，为了保持额定磁通基本不变，在调节定子频率时必须同时改变定 子的电压，因此，必须配备变压变频装置。而变压变频装置的核心部分就是变频电路。其基本原理就是 利用的交-直-交变频技术，是通过整流桥将恒压恒频交流电变为直流电压，直流中间电路对整流电路的 输出进行平滑滤波，再由逆变器转换为频率、电压可调的交流电压作为交流电机的驱动电源，使电动机 获得无级调速所需的电压和电流，是一种无附加转差损耗的高效调速方式之一。变频调速技术之所以在 能源危机中应运而生，就是因为它能根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速、减速，实现高水平的 自动控制，能够利用模拟器与计算机辅助设计进行网络现场控制，从而大幅度提高工作效率，降低生产 成本。 从理论上我们可知，电机的转速 n与供电频率 f 有以下关系： n （1 s）; r/min 其中：f—电源频率 Hz;P—电机磁极对数 由公式可知，转速n与频率f成正比，如果不改变电动机的极对数，只需改变频率f即可改变电动机的转 速。当频率f在0 ～50Hz的范围内变化时，电动机转速可以在0 ～50Hz的频率范围内实现连续变化。变频 技术就是通过改变电动机的电源频率，从而实现速度连续平滑调节，实现无极调速，同时可节省电能， 是一种理想的高效率、高性能的调速方法。 2; 变频技术的特点 变频技术常见的类型主要有4种：交-直变频技术，直-直变频技术，交-直-交变频技术，交-交变频技术 等，目前绝大多数变频器为交-直-交型变频器，它是众多高新技术的综合应用，其主要特点如下。 2.1 节能降耗 变频技术利用计算机-可编程控制器-变频器之间的联网技术、机电一体化控制技术以及变频器与PLC通 过软件来改变其控制过程，可提高产品性能指标，使得电机物料流量和压力达到最佳参数，不仅编程简 单、可靠性高，应用方便等优点逐步替代了直流调速技术和电磁调速技术，而且利用变频可以降低了调 速本身的损耗，节省了稳定速度设备和反馈控制设备节约了成本。 2.2 启动平稳性能好 在煤矿供电系统中，瞬间的启动会造成电流突然增大，整个系统电压下降，电压的过大变化会使矿井正 常运行的机电设备受到干扰或影响，而且由于井下正常运行的设备突然受得很大电流的冲击会给设备造 成一定的损害甚至于不能正常工作，还有可能引发生产事故，给煤矿井下生产带来安全隐患。采用变频 技术时可以增大启动转矩，避免电压波动，采用变频调速可以实现零频零电压时逐步启动，能减缓电压 的波动。另外，工频启动時对电机或相连的机械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动，加剧机械磨损，降 低机械部件和电机的寿命，而变频控制可以做到零速或低速启动，并根据生产要求进行平滑加速。 2.3 调速性能好 改变变频设备对电机控制是依据电机带载能力变化和实际工作环境及参数的变化，来进行电机的转速调 整，从而实现电机连续运行的平滑性及调速的可控性。变频调速系统启动的特点都是从低速开始，而频 率与速度成正比，因此启动频率较低。加、减速时间可以自由设定，故加、减速控制时间比较平缓，而 启动电流也比较平缓，可以进行较高频率的启停。这样不仅可以使电能损耗减小，还能使调速系统自动 补偿无功功率，提高了电网系统的用电效率，使总的视在功率下降，降低了无功损耗，提高功率因数。 2.