目前潞安環能股份公司常村煤礦（以下簡稱我礦）井下主運煤設備為膠帶輸送機，膠帶輸送機電控系統的安全可靠性直接影響著企業的安全生產和經濟效益。常村煤礦井下現共有13部主膠帶輸送機，共計15 600 m，擔負著整個礦井每年760萬t的原煤運輸任務，因此保證主膠帶輸送機的開運轉就顯得尤為重要了。
1、我礦井下主膠帶輸送機普通電控系統簡介
我礦井下普通主膠帶輸送機有12部（南3采區膠帶輸送機現使用變頻器），有l部膠帶輸送機為高壓軟啟動器控制，其余為低壓軟啟動器控制，其主回路都是利用固態繼電器（雙向可控硅）通過移相觸發（過零觸發）逐步改變晶閘管的導通角來抬升電壓，完成調壓和調速。根據我礦生產實際需求其存在以下幾種問題：
(1)常村煤礦井下膠帶輸送機部分機道存在一定坡度，最大坡度達到140，而且部分膠帶輸送機最大運距達到2300m，偶爾會因一些特殊原因造成重載停機壓帶現象，而軟啟動器只改變輸出電壓，不改變頻率，也就是說不改變電機運行曲線上的no，而是加大該曲線的陡度，使電機特性變軟。當不變時，電機的各個轉矩（額定轉矩、最大轉矩、堵轉轉矩）均正比于其端電壓的平方，即軟啟動只能降低電機的啟動轉矩，所以軟啟動不適用于重載啟動的電機。
(2)軟啟動器實際用于電機啟動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率，所以不能用于需要調速的地方，由于各作業面煤量大小不同，不能根據出煤量大小自動調節膠帶輸送機轉速，在出煤量較大的工作面轉載點處會導致嚴重撒煤現象，不但增加了工人的勞動強度，而且影響質量標準化工作。
(3)軟啟動器是通過降低電壓來啟動的，是以犧牲啟動力
矩為代價，當重載停機后，載荷啟動對電網有一定的沖擊。
(4)節能效果不明顯。
2、膠帶輸送機控制系統改造方案
我礦南3采區膠帶機運距為2 000 m，帶寬1200 mm，最大坡度為12。，針對以上生產實際中軟啟動器存在的不足，于2010年6月根據實際需要對原先的電控系統由軟啟動器改造為變頻開關，一年來運行正常。
2.1改造思路
根據南3采區膠帶輸送機本身的技術特征，解決在坡度大且運距遠的情況下使用軟啟動器一旦出現重載停機后無法正常將膠帶機開啟的問題、皮帶機無法調速導致轉載點經常出現撤煤現象、啟動時對電網的沖擊等問題。
2.2改造方案
選用唐山開城公司生產的ZJT-VEC礦用兼本安型變頻器3臺，其中2號變頻器為主機，l號、3號為副機．調速按鈕在2號主機上起作用（順時針調增大，逆時針調減少，調時應看顯示屏，一般應調在最小25 Hz，最大50 Hz），3臺變頻器中，副機l號、3號壞l臺時，可在機頭控制器中拆開1號變頻器的控制端子或3號變頻器的控制端子，可甩掉l號或3號變頻器實現2臺運行，如果2號主變頻器壞時，可在機頭控制箱中拆開控制端子，并打連2號變頻器的返回端子，然后再在2號變頻器的顯示屏設置參數，按設置主機的方法把l號或3號變頻器設量為主機，然后可在機頭控制箱上實現2臺驅動運行，變頻改造后達到3臺變頻器最低保證兩臺變頻工作的效果，保證南3采區的正常出煤。
2,3改造后效果
(1)變頻器是專門為膠帶輸送機這類大慣量重負載設計的，尤其適用于點動模式或重載啟動的驅動場合。我礦原來采用軟啟動器啟動電動機帶動皮帶機工作的，一天工作下來由于煤量控制需啟動和停止十幾次，平均下來三四個月電機壞一次，用了變頻器以后，一天啟動停止34次，變頻器基本上一天工作20h。操作人員可以根據井下煤炭量的多少，在控制臺上直接操作就可以調節皮帶的速度。當煤量過大時可以提高皮帶速度，避免了煤量大撒煤現象，而且操作非常方便，電機實現無級調速，加、減速過程很平滑，電流沖擊小，大大減輕了機械沖擊的強度；另外，其變頻開關內的過載保護是根據電機負載情況進行電機發熱計算，能夠防止電機過熱，從而實現對電機的過熱保護，在系統設定的最大過載條件下連續運行1min，超過lmin，變頻器將停止輸出，并顯示電機過載，以保護電機。變頻器在我礦應用一年多來，沒有出現過壞電機情況，對電機保護效果明顯。
(2)供電系統是礦井安全生產的基礎環節。隨著我礦工作面的不斷延伸，導致供電級數不斷增多而且關系復雜，繼電保護計算難度增大，越級跳閘現象會偶爾出現，皮帶機屬于井下大負荷用電設備。如果在啟動皮帶機時一旦啟動電流過大會直接導致電網頂閘事故的發生，甚至會影響到井下部分通風機的正常運行，威脅礦井安全生產，而變頻器巧妙地避開了電力電子功率器件耐壓不足的問題，通過移相變壓器，實現了多脈沖整流，在電網波動±20%范圍內，恒轉矩運行，具有對電網諧波污染小的優點。而且變頻器對電網而言是—個電容性負載，它本身具備提高功率因數的能力，在使用變頻器之后，無功電流變小，它對提高整個電網的有效利用和減少線損非常有好處，對整個礦井的供電系統安全起到了不可忽視的作用。
(3)通過變頻器控制，有效地抑制了膠帶動態張力，減少膠帶、膠帶接頭及減速器的磨損，從而大大延長了膠帶的使用壽命。
(4)變頻器改造后，大大減少了電機和設備的維修費用，為煤礦節省了大量的資金，減少了定期停工維修時間，提高了煤礦產量，綜合效益顯著。
(5)變頻器在線工作時，可根據電機的負荷變化，調整電機工作電源電壓和頻率，達到所需轉矩，具有明顯的節能效應，實現經濟運行。
(6)安全保護功能齊全，除了過壓、欠壓、過載、過熱、短路等自身保護外，還設有外圍控制的連鎖保護，包括制動閘信號與正、反轉信號的連鎖，變頻器故障信號與系統安全回路的連鎖，機內備有自動減速程序等，為安全生產提供了保證。
3、結語
采用先進的現代交流變頻調速技術對主膠帶輸送機控制系統進行技術改造，不僅增強了設備的安全與可靠性，而且為企業和社會節省了大量的電能，因此在煤礦井下原煤運輸中具有很好的推廣價值。
1、我礦井下主膠帶輸送機普通電控系統簡介
我礦井下普通主膠帶輸送機有12部（南3采區膠帶輸送機現使用變頻器），有l部膠帶輸送機為高壓軟啟動器控制，其余為低壓軟啟動器控制，其主回路都是利用固態繼電器（雙向可控硅）通過移相觸發（過零觸發）逐步改變晶閘管的導通角來抬升電壓，完成調壓和調速。根據我礦生產實際需求其存在以下幾種問題：
(1)常村煤礦井下膠帶輸送機部分機道存在一定坡度，最大坡度達到140，而且部分膠帶輸送機最大運距達到2300m，偶爾會因一些特殊原因造成重載停機壓帶現象，而軟啟動器只改變輸出電壓，不改變頻率，也就是說不改變電機運行曲線上的no，而是加大該曲線的陡度，使電機特性變軟。當不變時，電機的各個轉矩（額定轉矩、最大轉矩、堵轉轉矩）均正比于其端電壓的平方，即軟啟動只能降低電機的啟動轉矩，所以軟啟動不適用于重載啟動的電機。
(2)軟啟動器實際用于電機啟動時，輸出只改變電壓并沒有改變頻率，所以不能用于需要調速的地方，由于各作業面煤量大小不同，不能根據出煤量大小自動調節膠帶輸送機轉速，在出煤量較大的工作面轉載點處會導致嚴重撒煤現象，不但增加了工人的勞動強度，而且影響質量標準化工作。
(3)軟啟動器是通過降低電壓來啟動的，是以犧牲啟動力
矩為代價，當重載停機后，載荷啟動對電網有一定的沖擊。
(4)節能效果不明顯。
2、膠帶輸送機控制系統改造方案
我礦南3采區膠帶機運距為2 000 m，帶寬1200 mm，最大坡度為12。，針對以上生產實際中軟啟動器存在的不足，于2010年6月根據實際需要對原先的電控系統由軟啟動器改造為變頻開關，一年來運行正常。
2.1改造思路
根據南3采區膠帶輸送機本身的技術特征，解決在坡度大且運距遠的情況下使用軟啟動器一旦出現重載停機后無法正常將膠帶機開啟的問題、皮帶機無法調速導致轉載點經常出現撤煤現象、啟動時對電網的沖擊等問題。
2.2改造方案
選用唐山開城公司生產的ZJT-VEC礦用兼本安型變頻器3臺，其中2號變頻器為主機，l號、3號為副機．調速按鈕在2號主機上起作用（順時針調增大，逆時針調減少，調時應看顯示屏，一般應調在最小25 Hz，最大50 Hz），3臺變頻器中，副機l號、3號壞l臺時，可在機頭控制器中拆開1號變頻器的控制端子或3號變頻器的控制端子，可甩掉l號或3號變頻器實現2臺運行，如果2號主變頻器壞時，可在機頭控制箱中拆開控制端子，并打連2號變頻器的返回端子，然后再在2號變頻器的顯示屏設置參數，按設置主機的方法把l號或3號變頻器設量為主機，然后可在機頭控制箱上實現2臺驅動運行，變頻改造后達到3臺變頻器最低保證兩臺變頻工作的效果，保證南3采區的正常出煤。
2,3改造后效果
(1)變頻器是專門為膠帶輸送機這類大慣量重負載設計的，尤其適用于點動模式或重載啟動的驅動場合。我礦原來采用軟啟動器啟動電動機帶動皮帶機工作的，一天工作下來由于煤量控制需啟動和停止十幾次，平均下來三四個月電機壞一次，用了變頻器以后，一天啟動停止34次，變頻器基本上一天工作20h。操作人員可以根據井下煤炭量的多少，在控制臺上直接操作就可以調節皮帶的速度。當煤量過大時可以提高皮帶速度，避免了煤量大撒煤現象，而且操作非常方便，電機實現無級調速，加、減速過程很平滑，電流沖擊小，大大減輕了機械沖擊的強度；另外，其變頻開關內的過載保護是根據電機負載情況進行電機發熱計算，能夠防止電機過熱，從而實現對電機的過熱保護，在系統設定的最大過載條件下連續運行1min，超過lmin，變頻器將停止輸出，并顯示電機過載，以保護電機。變頻器在我礦應用一年多來，沒有出現過壞電機情況，對電機保護效果明顯。
(2)供電系統是礦井安全生產的基礎環節。隨著我礦工作面的不斷延伸，導致供電級數不斷增多而且關系復雜，繼電保護計算難度增大，越級跳閘現象會偶爾出現，皮帶機屬于井下大負荷用電設備。如果在啟動皮帶機時一旦啟動電流過大會直接導致電網頂閘事故的發生，甚至會影響到井下部分通風機的正常運行，威脅礦井安全生產，而變頻器巧妙地避開了電力電子功率器件耐壓不足的問題，通過移相變壓器，實現了多脈沖整流，在電網波動±20%范圍內，恒轉矩運行，具有對電網諧波污染小的優點。而且變頻器對電網而言是—個電容性負載，它本身具備提高功率因數的能力，在使用變頻器之后，無功電流變小，它對提高整個電網的有效利用和減少線損非常有好處，對整個礦井的供電系統安全起到了不可忽視的作用。
(3)通過變頻器控制，有效地抑制了膠帶動態張力，減少膠帶、膠帶接頭及減速器的磨損，從而大大延長了膠帶的使用壽命。
(4)變頻器改造后，大大減少了電機和設備的維修費用，為煤礦節省了大量的資金，減少了定期停工維修時間，提高了煤礦產量，綜合效益顯著。
(5)變頻器在線工作時，可根據電機的負荷變化，調整電機工作電源電壓和頻率，達到所需轉矩，具有明顯的節能效應，實現經濟運行。
(6)安全保護功能齊全，除了過壓、欠壓、過載、過熱、短路等自身保護外，還設有外圍控制的連鎖保護，包括制動閘信號與正、反轉信號的連鎖，變頻器故障信號與系統安全回路的連鎖，機內備有自動減速程序等，為安全生產提供了保證。
3、結語
采用先進的現代交流變頻調速技術對主膠帶輸送機控制系統進行技術改造，不僅增強了設備的安全與可靠性，而且為企業和社會節省了大量的電能，因此在煤礦井下原煤運輸中具有很好的推廣價值。
