隨著我國經濟的發(fā)展，各行各業(yè)煤炭的需求量也越來越大，各大型煤炭企業(yè)紛紛開辟新的礦井來擴大規(guī)模，并且利用各種技術降低生產成本，因此變頻器在煤炭行業(yè)大功率設備的應用也就越來越多。提升系統(tǒng)是煤礦生產系統(tǒng)中重要的一部分，長期以來，礦井提升系統(tǒng)的功率都比較大，而且運行時間也比較長，是煤礦企業(yè)主要耗能設備，提升系統(tǒng)的可靠安全運行是煤礦企業(yè)安全生產的重要部分。
1、現(xiàn)場簡介
安陽煤業(yè)龍山礦主斜井提升為大傾角皮帶提煤，提升方式為鋼絲繩芯
帶式輸送機提升，皮帶長度880m，傾角280，輸送機型號為KST800/15/450S，帶寬800mm，皮帶采用鋼絲繩芯阻燃人字花紋輸送帶。電動機功率450 kW，原輸送機控制系統(tǒng)采用工頻液壓粘性軟啟動，該系統(tǒng)雖然實現(xiàn)了電機的軟啟動，但不論生產的需求大小，拖動電機都要全速運轉，運行工況的變化則使得能量損失消耗掉了。不僅控制精度受到限制，而且還造成大量的能源浪費和設備損耗，從而導致生產成本增加，設備使用壽命縮短，設備維護、維修費用高居不下，針對這種情況，礦領導經過論證，最后決定選用北京利德華福電氣技術有限公司生產的HARSVERT-A06/055系列的高壓變頻調速器，采用高壓變頻調速系統(tǒng)控制，變頻器選用額定容量570 kV -A，皮帶輸送機最大帶速2 m/s，提升能力200 T/h，通過變頻系統(tǒng)的應用，滿足了大傾角輸送機各項技術要求，改善了各項性能，為大傾角輸送機的安全運行提供有力保證。
2、變頻調速系統(tǒng)的原理及構成
①變頻調速系統(tǒng)的原理。變頻調速就是通過改變輸入到交流電動機電源的頻率和電壓，達到調節(jié)交流電動機的輸出轉速的目的。變頻調速器從電網接收工頻50 Hz交流電，經過整流變換成直流，再逆變成為頻率和幅值都可調節(jié)的交流電輸出到交流電動機，通過PLC程序控制實現(xiàn)交流電動機的變頻運行。
②變頻調速系統(tǒng)的構成。變頻調速系統(tǒng)通常由整流器、控制、逆變器和保護等系統(tǒng)構成。將工頻交流電逆變成可變頻的交流電輸出的變換方式。該變頻方式可以實現(xiàn)不同頻率的輸出，輸出交流電的質量以及功率因數(shù)均較高，是變頻調速技術發(fā)展的主流。
3、變頻改造前原系統(tǒng)存在的問題
原系統(tǒng)使用的為轉子串電阻啟動方式，啟動不穩(wěn)定，造成了大的機械沖擊，導致電機壽命大大降低；轉子串電阻啟動時，控制系統(tǒng)復雜，故障率高，接觸器、電阻器、繞線電機電刷容易損壞，維護工作量大；控制油溫不得超過65℃，油溫過高會造成設備損壞；設備運行1個月后，液壓油要過濾后再使用，定期檢查更換濾芯，維護量大；自動化程度低，影響整體系統(tǒng)安全性。
4、變頻控制系統(tǒng)在大傾角皮帶中應甩的特點
操作簡便，啟動平穩(wěn)，由于啟動電流小，大大降低了啟動電流對電機絕緣層的沖擊破壞，電機及大傾角皮帶壽命增加；電機運行速度在1485r/min范圍內調速，電機電流在35—43A之間，節(jié)能降耗效果突出；大傾角皮帶輸送機電機由變頻供電，采用軟啟動方式，對電網和設備無沖擊，消除了對電網和機械設備的沖擊，延長了機械和電氣設備的壽命；可以實現(xiàn)輸送機的無極調速，以滿足不同的工作需要；驅動系統(tǒng)能提供可調的、平滑的、無沖擊的啟動力矩；輸送機過載時能實現(xiàn)自動過載保護功能。
5、節(jié)能量計算
①效率大大提高。主皮帶電控系統(tǒng)由工頻運行改造為變頻運行后提高了電機的功率因數(shù)，根據(jù)皮帶的運煤量調節(jié)運行速度，提高了運行效率，達到了最佳運行效率。
②大大提高了經濟效益。在沒有使用變頻設備之前，主皮帶運行電流為51A，使用變頻設備后，主皮帶運行電流為41A，運行電流降低了10A。
③節(jié)能效益分析。主皮帶電控系統(tǒng)由工頻運行改為變頻運行后提高了電機的功率因數(shù)，根據(jù)皮帶的運煤量調節(jié)運行速度，提高了運行效率設備的運行安全系數(shù)和工效，節(jié)省了大量的維修量，降低生產成本，減少了無功的損耗，提高了設備的啟動和運行性能，保證了安全生產，達到了最佳運行效果。
④節(jié)能計算。按工頻和變頻運行實際電流計算，計算數(shù)據(jù)取2011年技術測定，工頻運行時，頻率50 Hz，U=6 kV，cos∮取0.85運行電流為51A。
主井皮帶每班按每班運行3.5 h計算工頻運行時功率和一天耗電量：
P1=1.732×6×51×0.85=450 kW。
N1=450×3.5×3=4 725 kW - h。
變頻器運行時，電機運行電流在41A，根據(jù)生產需求由變頻器調節(jié)頻率來實現(xiàn)皮帶輸送機的運行速度。
變頻運行時功率和一天耗電量：
P2=1.732×6×41×0.85=362 kW。
N2=362×3.5×3=3 801 kW-h.
節(jié)電率：
(Nl-N2)/Nl=(4 725-3 801)/4725=19.6%。
節(jié)約電費計算：
以該礦平均電價0.6元／kW．h計算，工頻每天耗電費：
4725×0.6=2 835元。
變頻運行每天耗電費：
3801×0.6=2 280.6元。
變頻改造后，日節(jié)約電費：
2 835元-2 280.6元=554.4元。
一年以360天為標準計算，年節(jié)約電費：
554.4×360=199 584元。
6、結語
使用變頻傳動，實現(xiàn)軟啟動，不僅達到了良好的節(jié)能效果，并且使整套提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高了一個大臺階，改善和提高了大傾角帶式輸送機的啟動、運行和停車性能，有利于消除對電氣和機械的沖擊，實現(xiàn)過載自動保護，提高了安全性、可靠性和自動化水平。隨著國家對節(jié)能減排工作的越來越重視，煤礦企業(yè)通過各種措施降低生產成本，其中變頻技術起到了關鍵作用，取得了明顯的經濟效益和社會效益，適應了國家建設資源節(jié)約型社會的潮流。
