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摘要：随着微电子技术、控制技术、网络技术的发展，交流变频调速技术也得到了迅猛发展。其性能远远剩余其他交流调速，并且其结构简单、可靠性高、调速的范围广泛、节能效果显著。随着高压变频器的发展，高压电机高性能的调速迅速应用于实际当中。
关键词：高压变频器；大倾角；传送机；应用研究
Abstract: with the microelectronics technology, control technology, network technology development, the variable frequency adjustinf technique also get the rapid development. The performance is far other exchanges remaining speed, and its simple structure, high reliability, wide range of speed regulation, remarkable energy saving. Along with the development of the high voltage inverter, high pressure motor speed control quickly applied to high performance practice.
Keywords: high voltage inverter; Angle; Transfer machine; Application research
中图分类号： TN773文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的快速发展，煤炭的需求量与日俱增，各个大型煤炭企业在这种形势下通过开辟新的矿井来扩大规模，并且积极研究新的技术降低生产成本，所以高压变频技术在煤炭行业得到了越来越多的应用。在煤炭行业中，矿井作为煤炭企业主要的耗能设备，其提升系统的功率很大，运行时间也很长。所以，系统的安全可靠是煤炭行业首要解决的问题。
一、实际工程介绍
某煤矿为大倾角皮带提煤，主斜井提升方式是钢丝绳芯带式输送方式，皮带长度为1000m，倾角是30度，输送机带宽为900mm，皮带使用钢丝绳芯组阻燃人字花纹的输送带。此系统中的电动机功率是500kW。原来的输送机系统采用的是工频液压粘性软启动的控制方式。这种系统能够实现电机的软启动，但是无论生产量的大小，电机都必须全速运行，造成能量的浪费。从而使使生产成本大大增加，机械设备的使用寿命也大大减少。对设备的维护费用也大大提高。针对这种情况，本公司选用高频变频调速器，其生产厂商是北京利德华电器技术有限公司，型号为HARSVERT-A06/055。即在主斜井大倾角钢绳芯带式传输机中采用高压变频调速技术。选用的高压变频器的额定容量为570KV·A，传送机最大带速为2m/s，具有200T/h的提升能力。高压变频技术的应用，使大倾角输送机的各项技术要求得到满足，其性能也得到了改善，确保了大倾角输送机的安全可靠运行。
二、高压变频调速系统原理和构成介绍
⒈高压变频调速系统的原理介绍。通过改变输入到交流电机电源的电压和频率，来调节交流电动机的输入转速就是所谓的变频调速。变频调速器从电网接受的工频大小为50Hz的交流电，通过一些整流变换使之转换为直流电，接着逆变为交流电，此时交流电的振幅和频率都可以根据要求进行调节，然后把这种振幅和频率都可调节的交流电输入到电动机中，此时就可以通过PLC控制技术就可以使交流电动机变频运行。
⒉变频调速系统的构成。整流器、控制器、逆变器等构成变频调速系统。变频调速系统可以将工频交流电逆变为可以变频的交流电的变频方式。这种方式可以输出不同频率的交流电，所输出交流电的功率因子及质量较高，是变频调速技术发展的主要方向。
三、高频改造前系统存在问题分析
高频改造前的系统的启动方式为转子串电子的启动方式。这种启动方式极不稳定，容易造成巨大的机械冲击，大大降低了电机的使用寿命。转子串电阻启动，其控制方式非常复杂，故有很高的故障率，其中的接触器、绕线电机电刷等容易受到破坏，所以所需的维修量很大。在这个系统中，还要严格控制油的温度，如果温度超过65度，也会对设备造成损害。设备在运行一段时间后，液压油过滤后才能够使用，并且要对系统定期检查更换滤芯，所以所需的维护工作量极大，并且自动化程度低，整个系统的安全性没有保障。
四、高压变频控制系统在大倾角钢绳芯带式传送机中的应用分析
在主斜井大倾角钢绳芯带式传送机中采用高压变频控制系统，使系统的操作变得简便，并且启动时很稳定。启动时所需电流较小，可以使启动电流对电机绝缘层的冲击大大减少，也即是使电机绝缘层收到的损坏大大降低，从而使大倾角钢绳芯皮带和电机的使用寿命大大增加。在电机运转时可以控制电机的运行速度在1485r/min范围内实现调速，其电流控制在35A~45A的范围之内，大大降低了能耗，达到了节约能源的目的。大倾角钢绳芯带式传送机采用软启动方式，是由变频供电，可以消除对电网和设备的冲击，避免由于其受到电流的冲击而造成的损坏，使设备的寿命得到延长。当然高压变频系统也能够实现大倾角钢绳芯带式传送机的随意调速，进而可以满足不同的需要。其驱动系统又可提供平滑的、没有冲击的、可调的启动力矩，并且输送机可以再过载的情况下具有自动保护的能力。
五、节能效果分析
⒈工作效率大大提高。主皮带电控系统的运行方式由工频改为变频后，使电机的功率因数大大提高，根据输送带的运煤量自动调节运行速度，使运行效率得到了提高，能够使其在最佳的输送状态下工作，提高了运行效率。
⒉提高了经济效益。如果不采用变频设备，主皮带运行时所需电流达到51A，使用变频设备之后，其所需电流为40A，主皮带的运行电流降低了10A，在一方面减少了生产成本，提高了经济效益。
⒊节能效果分析。主皮带电控系统的运行方式由工频改为变频后，使电机的功率因数得到提高，而且传送机可以根据实际的运煤量自动调节自身的运行速度，从而大大提高了设备的安全运行系数和其工作效率，进而节省了巨大的维修费用，大大减少了生产成本和不必要的功劳损耗，也使设备的运行性能和启动性能得到了提高，确保了设备安全可靠的运行。
⒋节能量计算。对于节能量的计算，按照变频运行时的实际电流和工作频率进行计算。计算中所使用的数据是实际测量得到的。工频运行时的频率为50Hz，U=10kV，电流是51A，cosφ的值取为0.6.
主斜井大倾角钢绳芯皮带每班运行4小时，其工频功率P1及一天的耗电量分别为：
S1=1.75*10*51*0.6=535.5kW
M1=535.5*4*3=6426kW·h。
变频之后，电机运行电流是41A，此时的功率和一天的耗电量分别为：
S2=1.75*10*41*0.6=430.5kW
M2=430.5*4*3=5166kW·h。
由以上计算结果可得到节电率为：
(M1-M2)/M1=(6426-5166)/ 6426=19.6%.
节约电费的计算：
该矿的平均电价为0.7元/ kW·h。工频工作一天所耗的电费数为：
6426kW·h*0.7元/ kW·h=4498.2元。
变频后每天所需的电费数为：
5166kW·h*0.7元/ kW·h=3616.2元。
变频后每天节约的电费数为：4498.2元-3616.2元=882元
以上可得到一年中节约的电费量为：
882元*360=31.7520万元
结论
高压变频传动，利用软启动，具有良好的节能效果，使整个系统的稳定性得到了很大的提高。大大改善了大倾角带式传输机的启动、运行及其停车的性能，也使电气和机械的冲击能够消除，实现了机械的过载自动保护功能，提高了系统的安全性及可靠性。随着节能减排得到越来越到的重视，煤矿企业利用各种各样的措施来降低其生产成本，变频技术起到了至关重要的作用，取得了良好的社会和经济效益，相应了国家建设资源节约型社会的要求。
参考文献
[1]功田,李金海.压力容器无损检测一声发射检测技术[J].无损检测,2004,(26).
[2] 徐明;. 电感器、变压器的选用与代换 [J]. 家电检修技术, 2010.23.
[3] 丛恒;徐明;. 运行变压器低压桩发热原因解析 [J]. 林业科技情报, 2011.03.
[4] 国外期刊(文献)导读 [J]. 华东电力, 2003.06.
[5] 李灿,楼樟达. 变压器局放在线定位的聲-电预测校正法 [J]. 电工技术杂志, 1999.06.
[6] 钱勇,黄成军,江秀臣,肖燕,佐玉华. GIS中局部放电在线监测现状及发展 [J]. 高压电器, 2004.06.
关键词：高压变频器；大倾角；传送机；应用研究
Abstract: with the microelectronics technology, control technology, network technology development, the variable frequency adjustinf technique also get the rapid development. The performance is far other exchanges remaining speed, and its simple structure, high reliability, wide range of speed regulation, remarkable energy saving. Along with the development of the high voltage inverter, high pressure motor speed control quickly applied to high performance practice.
Keywords: high voltage inverter; Angle; Transfer machine; Application research
中图分类号： TN773文献标识码：A 文章编号：
随着我国经济的快速发展，煤炭的需求量与日俱增，各个大型煤炭企业在这种形势下通过开辟新的矿井来扩大规模，并且积极研究新的技术降低生产成本，所以高压变频技术在煤炭行业得到了越来越多的应用。在煤炭行业中，矿井作为煤炭企业主要的耗能设备，其提升系统的功率很大，运行时间也很长。所以，系统的安全可靠是煤炭行业首要解决的问题。
一、实际工程介绍
某煤矿为大倾角皮带提煤，主斜井提升方式是钢丝绳芯带式输送方式，皮带长度为1000m，倾角是30度，输送机带宽为900mm，皮带使用钢丝绳芯组阻燃人字花纹的输送带。此系统中的电动机功率是500kW。原来的输送机系统采用的是工频液压粘性软启动的控制方式。这种系统能够实现电机的软启动，但是无论生产量的大小，电机都必须全速运行，造成能量的浪费。从而使使生产成本大大增加，机械设备的使用寿命也大大减少。对设备的维护费用也大大提高。针对这种情况，本公司选用高频变频调速器，其生产厂商是北京利德华电器技术有限公司，型号为HARSVERT-A06/055。即在主斜井大倾角钢绳芯带式传输机中采用高压变频调速技术。选用的高压变频器的额定容量为570KV·A，传送机最大带速为2m/s，具有200T/h的提升能力。高压变频技术的应用，使大倾角输送机的各项技术要求得到满足，其性能也得到了改善，确保了大倾角输送机的安全可靠运行。
二、高压变频调速系统原理和构成介绍
⒈高压变频调速系统的原理介绍。通过改变输入到交流电机电源的电压和频率，来调节交流电动机的输入转速就是所谓的变频调速。变频调速器从电网接受的工频大小为50Hz的交流电，通过一些整流变换使之转换为直流电，接着逆变为交流电，此时交流电的振幅和频率都可以根据要求进行调节，然后把这种振幅和频率都可调节的交流电输入到电动机中，此时就可以通过PLC控制技术就可以使交流电动机变频运行。
⒉变频调速系统的构成。整流器、控制器、逆变器等构成变频调速系统。变频调速系统可以将工频交流电逆变为可以变频的交流电的变频方式。这种方式可以输出不同频率的交流电，所输出交流电的功率因子及质量较高，是变频调速技术发展的主要方向。
三、高频改造前系统存在问题分析
高频改造前的系统的启动方式为转子串电子的启动方式。这种启动方式极不稳定，容易造成巨大的机械冲击，大大降低了电机的使用寿命。转子串电阻启动，其控制方式非常复杂，故有很高的故障率，其中的接触器、绕线电机电刷等容易受到破坏，所以所需的维修量很大。在这个系统中，还要严格控制油的温度，如果温度超过65度，也会对设备造成损害。设备在运行一段时间后，液压油过滤后才能够使用，并且要对系统定期检查更换滤芯，所以所需的维护工作量极大，并且自动化程度低，整个系统的安全性没有保障。
四、高压变频控制系统在大倾角钢绳芯带式传送机中的应用分析
在主斜井大倾角钢绳芯带式传送机中采用高压变频控制系统，使系统的操作变得简便，并且启动时很稳定。启动时所需电流较小，可以使启动电流对电机绝缘层的冲击大大减少，也即是使电机绝缘层收到的损坏大大降低，从而使大倾角钢绳芯皮带和电机的使用寿命大大增加。在电机运转时可以控制电机的运行速度在1485r/min范围内实现调速，其电流控制在35A~45A的范围之内，大大降低了能耗，达到了节约能源的目的。大倾角钢绳芯带式传送机采用软启动方式，是由变频供电，可以消除对电网和设备的冲击，避免由于其受到电流的冲击而造成的损坏，使设备的寿命得到延长。当然高压变频系统也能够实现大倾角钢绳芯带式传送机的随意调速，进而可以满足不同的需要。其驱动系统又可提供平滑的、没有冲击的、可调的启动力矩，并且输送机可以再过载的情况下具有自动保护的能力。
五、节能效果分析
⒈工作效率大大提高。主皮带电控系统的运行方式由工频改为变频后，使电机的功率因数大大提高，根据输送带的运煤量自动调节运行速度，使运行效率得到了提高，能够使其在最佳的输送状态下工作，提高了运行效率。
⒉提高了经济效益。如果不采用变频设备，主皮带运行时所需电流达到51A，使用变频设备之后，其所需电流为40A，主皮带的运行电流降低了10A，在一方面减少了生产成本，提高了经济效益。
⒊节能效果分析。主皮带电控系统的运行方式由工频改为变频后，使电机的功率因数得到提高，而且传送机可以根据实际的运煤量自动调节自身的运行速度，从而大大提高了设备的安全运行系数和其工作效率，进而节省了巨大的维修费用，大大减少了生产成本和不必要的功劳损耗，也使设备的运行性能和启动性能得到了提高，确保了设备安全可靠的运行。
⒋节能量计算。对于节能量的计算，按照变频运行时的实际电流和工作频率进行计算。计算中所使用的数据是实际测量得到的。工频运行时的频率为50Hz，U=10kV，电流是51A，cosφ的值取为0.6.
主斜井大倾角钢绳芯皮带每班运行4小时，其工频功率P1及一天的耗电量分别为：
S1=1.75*10*51*0.6=535.5kW
M1=535.5*4*3=6426kW·h。
变频之后，电机运行电流是41A，此时的功率和一天的耗电量分别为：
S2=1.75*10*41*0.6=430.5kW
M2=430.5*4*3=5166kW·h。
由以上计算结果可得到节电率为：
(M1-M2)/M1=(6426-5166)/ 6426=19.6%.
节约电费的计算：
该矿的平均电价为0.7元/ kW·h。工频工作一天所耗的电费数为：
6426kW·h*0.7元/ kW·h=4498.2元。
变频后每天所需的电费数为：
5166kW·h*0.7元/ kW·h=3616.2元。
变频后每天节约的电费数为：4498.2元-3616.2元=882元
以上可得到一年中节约的电费量为：
882元*360=31.7520万元
结论
高压变频传动，利用软启动，具有良好的节能效果，使整个系统的稳定性得到了很大的提高。大大改善了大倾角带式传输机的启动、运行及其停车的性能，也使电气和机械的冲击能够消除，实现了机械的过载自动保护功能，提高了系统的安全性及可靠性。随着节能减排得到越来越到的重视，煤矿企业利用各种各样的措施来降低其生产成本，变频技术起到了至关重要的作用，取得了良好的社会和经济效益，相应了国家建设资源节约型社会的要求。
参考文献
[1]功田,李金海.压力容器无损检测一声发射检测技术[J].无损检测,2004,(26).
[2] 徐明;. 电感器、变压器的选用与代换 [J]. 家电检修技术, 2010.23.
[3] 丛恒;徐明;. 运行变压器低压桩发热原因解析 [J]. 林业科技情报, 2011.03.
[4] 国外期刊(文献)导读 [J]. 华东电力, 2003.06.
[5] 李灿,楼樟达. 变压器局放在线定位的聲-电预测校正法 [J]. 电工技术杂志, 1999.06.
[6] 钱勇,黄成军,江秀臣,肖燕,佐玉华. GIS中局部放电在线监测现状及发展 [J]. 高压电器, 2004.06.