隨著我國經濟的發展，各行各業煤炭的需求量也越來越大，各大型煤炭企業紛紛開辟新的礦井來擴大規模，并且利用各種技術降低生產成本，因此變頻器在煤炭行業大功率設備的應用也就越來越多。提升系統是煤礦生產系統中重要的一部分，長期以來，礦井提升系統的功率都比較大，而且運行時間也比較長，是煤礦企業主要耗能設備，提升系統的可靠安全運行是煤礦企業安全生產的重要部分。
1、現場簡介
安陽煤業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，原輸送機控制系統采用工頻液壓粘性軟啟動，該系統雖然實現了電機的軟啟動，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、變頻調速系統的原理及構成
①變頻調速系統的原理。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的交流電輸出到交流電動機，通過PLC程序控制實現交流電動機的變頻運行。
②變頻調速系統的構成。變頻調速系統通常由整流器、控制、逆變器和保護等系統構成。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不同頻率的輸出，輸出交流電的質量以及功率因數均較高，是變頻調速技術發展的主流。
3、變頻改造前原系統存在的問題
原系統使用的為轉子串電阻啟動方式，啟動不穩定，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，影響整體系統安全性。
4、變頻控制系統在大傾角皮帶中應甩的特點
操作簡便，啟動平穩，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；可以實現輸送機的無極調速，以滿足不同的工作需要；驅動系統能提供可調的、平滑的、無沖擊的啟動力矩；輸送機過載時能實現自動過載保護功能。
5、節能量計算
①效率大大提高。主皮帶電控系統由工頻運行改造為變頻運行后提高了電機的功率因數，根據皮帶的運煤量調節運行速度，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節能效益分析。主皮帶電控系統由工頻運行改為變頻運行后提高了電機的功率因數，根據皮帶的運煤量調節運行速度，提高了運行效率設備的運行安全系數和工效，節省了大量的維修量，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節能計算。按工頻和變頻運行實際電流計算，計算數據取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，根據生產需求由變頻器調節頻率來實現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.
節電率：
(Nl-N2)/Nl=(4 725-3 801)/4725=19.6%。
節約電費計算：
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，年節約電費：
554.4×360=199 584元。
6、結語
使用變頻傳動，實現軟啟動，不僅達到了良好的節能效果，并且使整套提升系統的穩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。隨著國家對節能減排工作的越來越重視，煤礦企業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約型社會的潮流。
1、現場簡介
安陽煤業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，原輸送機控制系統采用工頻液壓粘性軟啟動，該系統雖然實現了電機的軟啟動，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、變頻調速系統的原理及構成
①變頻調速系統的原理。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的交流電輸出到交流電動機，通過PLC程序控制實現交流電動機的變頻運行。
②變頻調速系統的構成。變頻調速系統通常由整流器、控制、逆變器和保護等系統構成。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不同頻率的輸出，輸出交流電的質量以及功率因數均較高，是變頻調速技術發展的主流。
3、變頻改造前原系統存在的問題
原系統使用的為轉子串電阻啟動方式，啟動不穩定，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，影響整體系統安全性。
4、變頻控制系統在大傾角皮帶中應甩的特點
操作簡便，啟動平穩，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；可以實現輸送機的無極調速，以滿足不同的工作需要；驅動系統能提供可調的、平滑的、無沖擊的啟動力矩；輸送機過載時能實現自動過載保護功能。
5、節能量計算
①效率大大提高。主皮帶電控系統由工頻運行改造為變頻運行后提高了電機的功率因數，根據皮帶的運煤量調節運行速度，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節能效益分析。主皮帶電控系統由工頻運行改為變頻運行后提高了電機的功率因數，根據皮帶的運煤量調節運行速度，提高了運行效率設備的運行安全系數和工效，節省了大量的維修量，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節能計算。按工頻和變頻運行實際電流計算，計算數據取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，根據生產需求由變頻器調節頻率來實現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.
節電率：
(Nl-N2)/Nl=(4 725-3 801)/4725=19.6%。
節約電費計算：
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，年節約電費：
554.4×360=199 584元。
6、結語
使用變頻傳動，實現軟啟動，不僅達到了良好的節能效果，并且使整套提升系統的穩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。隨著國家對節能減排工作的越來越重視，煤礦企業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約型社會的潮流。
