变频器在煤炭加工中的应用

翁加云 福建煤电股份有限公司，福建 龙岩 364100

变频器在煤炭行业中被广泛使用，在煤炭加工的配煤给料机、胶带传送机、大功率破碎机等机械设备的使用变频器，采用变频调速可以实现软起动和无级调速，提高生产机械的控制精度，节约能耗和生产成本，优化配煤方式，满足用户对煤质的需求。

1 变频器的介绍

变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器可分为电压型和电流行两种变频器。电流型主要是将电流源的直流转换成交流的变频器，把直流回路滤波呈电感;电压型主要是指将电压源的直流转换成交流的变频器，其直流回路的滤波是电容。在煤炭加工使用的变频器主要是由处理器、控制器以及冷却器构成。其中控制器是依靠的是主电路，主要包含整流器(交流变直流)、逆变器(直流变交流)以及滤波电路等。整流器的主要作用是将工作频率的电压转换成直流的电压，它的功率的传输是不能逆回的，只能朝着一个方向进行变化，不能将产生的直流电压转换成工作频率的电能;逆变器的功能与整流器相反，主要是在一定的时间范围内，控制开关有规律的进行开和关，最终将直流的电频转换成加工设备要求的频率;而滤波回路的作用主要是来控制整流器和逆变器产生的直流电压的波动。通过变频器控制加工设备的效率在一定温度中可以达到最佳提升，所以需要用冷却器来降低加工的温度，实现变频器的顺利运行。变频器靠内部IGBT 的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

2 在煤炭加工中使用变频器的重要性

随着国家工业水平的提升，对煤炭能源的需求也在不断的上涨，导致煤炭开采工作力度增强。在我国大多数的煤炭开采设备比较落后，在进行煤炭加工时，消耗的电能比较大，导致大部分电能流失。再加上煤炭加工时要求的技术和煤炭的开采量不成正比，加大了设备的承载量，使加工效率不能得到提升。因此，在煤炭加工中就需要采用变频器，来调节控制电能的频率，提高设备运转的性能加工效率，从而减少了电能的流失，保证了煤炭加工的可持续发展。

3 变频器在煤炭加工中的应用分析

3.1 变频器在配煤质量控制过程中的应用

(1)该单位传统的配煤方式是根据用户对商品煤的质量指标要求，将不同煤种的煤炭(如特优煤、优质煤、次级煤等)，通过煤仓用两台或数台给煤机以适当比例掺合在一起同时给到同一皮带机上进行，给煤量只能通过不断调节给煤机的闸门大小来控制。其缺点是劳动强度大、精度不高，煤质不均匀、容易造成商品煤的质量没法达到用户的要求。

(2)电脑精准配煤系统。该单位2012 年把传统配煤方式改造为电脑精准配煤系统。其配煤系统的工作原理为:先由人工选择目标灰分和配煤煤种，由系统确定给煤机的数量，经过计算定性得出将要加工的产品灰分，依据所配煤的目标灰分和各煤仓煤的灰分算出各煤种的给煤流量，启动给煤机的台数进行给煤量的粗调，通过实时监测皮带上配煤后的灰分后，实际灰分与目标灰分进行比较，之后再由系统计算，自动调节变频器的频率来调整给料皮带秤的即时流量值(可调范围50-200t/h)，用变频器进行给煤量的细调，从而使配煤最大限度接近目标灰分。在给煤皮带秤上安装变频器后，给煤量可以通过变频器调节给煤皮带秤的运行速度来控制，只要测定出给煤量与变频器输出频率的关系，绘制出关系曲线，则对今后配煤所需的各煤种的给煤量就可以较精准的智能控制，精准配煤，实现经济效益最大化。同样在水泥行业也正在推广应用。

3.2 变频器在胶带传送机的应用

胶带传送机在煤炭加工中是重要的设备。它主要是将煤炭地下到地上的传送的设备，其运行效率对煤炭加工的效率有很大的影响。在现阶段的煤炭加工中，当胶带传送机直接启动时，胶带内部的存在的能量被释放出来，大量的张力给设备带来损伤，严重时还会发生事故;当使用液力偶合器时，多次的启动闭合造成大量的融片被消耗，给液体的杂质进行清洗，带来相当大的困难，影响设备运作的持续稳定性。将变频器在胶带传送机上使用的优势主要体现在:第一，真正实现了带式输送机系统的软起动。运用变频器对带式输送机进行驱动，运用变频器的软起动功能，将电机的软起动和皮带机的软起动合二为一，通过电的慢速起动，带动皮带机缓慢起动，将皮带内部贮存的能量缓缓释放，使皮带机在起动过程中形成的张力波极小，几乎对皮带不造成损害。第二，降低皮带强度，采用变频器驱动之后，由于变频器的起动时间可在1-3600s 可调，通常皮带机起动时间在60-200s 内根据现场设定。皮带机的起动时间延长，大大降低对皮带带强的要求，降低设备初期投资。第三，降低设备的维护量，变频器是一种电子器件的集成，它将机械的寿命转化为电子的寿命，寿命很长，大大减少了皮带机系统机械部分的检修量，带式输送机的软起动过程中对机械基本无冲击。

3.3 变频器在通风机的应用

通风机是煤矿加工中必备的设备，其消耗的电能比较大，运作性能的好坏对工作人员的生命安全有着很大的影响，特别是在矿井中的使用。在现阶段的煤炭加工中，由于通风机的选型、设计以及质量等条件的影响，导致通风机在运行中没有根据规范的标准进行运行、运行效率降低，造成消耗大量的电能。所以，对通风机安装变频器得到推广，充分的利用变频器的调节风速，很大程度上提高通风机使用的性能，在保证工作人员生命安全的情况下，提升煤炭加工的效率和质量。随着煤炭加工量的增多，对通风机的风压和风力的要求提高，给煤炭加工时通风带来安全隐患。变频器在通风机上的应用具有一定的优势:根据需求调节风力，减少了不必要的浪费，提高经济效益;提升了通风机的工作性能，延长了设备使用周期;保证了工作人员的安全生产;通过变频器的安装，保证设备稳定的运行。

4 总结

综上所述，在科学技术不断的更新发展下，构造环保节约型社会得到了人们越来越多的关注。而变频器在煤炭加工中广泛地应用，大大提高了能源的利用率，降低生产成本，带来一定的经济效益和社会效益。随着煤炭业的发展，变频器的使用具有良好的发展前景，在提高了煤炭加工生产力的同时，为现代化经济的发展奠定了坚实的基础。在之后的不断探索中，积极创新，设计出更多先进的技术手段，推动整个煤炭加工业的发展。

［1］赵勇.浅谈变频器在煤炭行业的应用［J］.机械管理开发，2012(06):73-74.

［2］李晓林.大功率变频器在煤炭生产中的应用与展望［J］.科技视角，2014(12):74-75.