变频器露天矿山中的应用及选择

变频器露天矿山中的应用及选择

张斌

内蒙古大唐国际锡林浩特矿业有限公司 内蒙古锡林浩特市 026000

摘要：将变频器应用到露天矿山之中，不仅能够强化露天矿山的生产效率，同时也能节约一部分电能，为此，相关工作人员需要做好变频器的选择和应用操作。本文根据以往工作经验，对变频器的选择原则进行总结，并从电铲、板式给料机、带式输送机三个方面，论述了变频器在露天矿山中的应用。

关键词：变频器；露天矿山；带式输送机

变频器属于是机电一体化设备，在制作过程中，涉及到很多高新技术，应用时，工作人员应根据实际情况，做好变频器选型操作，将其系统结构、性能指标等呈现出来，满足露天矿山的开采需求。另外，从露天矿山开采过程中也能够看出，主要以大型设备应用为主，同时还要具备优良的电气传动系统，维护这些设备的有效运转，因此，变频器的维护同样显得十分重要。

1.变频器的选择原则

1.1工艺要求

实际露天矿山开采过程中，使用的主要为大型机械设备，如采用传统耗油设备，则开采成本较大，因此对于半连续生产工艺，除必要的卡车运输外，主要采用电铲、破碎站、带式输送机进行矿物开采及运输，同时因生产工艺要求，需要对电铲挖掘、行走、提升等过程进行控制，对破碎站给料即刮板输送机给料量控制，带输送机的启动、停止、运行过程进行控制，实际的控制即为电动机驱动控制。需要处理的问题是如何使电动机能够高效、稳定、可调节的运行，因此要求变频调速技术的应用，能够满足生产需要，将实际生产效率提升，节约一部分电能；同时，由于露天矿山一般自然条件较差，要求驱动控制的使用、维护也要方便。

1.2可行性分析

当确定好露天矿山应用的变频器调速设备对象之后，相关工作人员还应该从提升效率角度着手，做好电能消耗情况的计算和分析工作，并与变频器投资进行对比，确定具体的变频器投资收益周期。从之前工作中能够看出，如果露天矿山中的变频器能够节约一部分电费，并提升工作效率，可以在一段时间之内补平变频器的投资费用，所以说，该项操作对于露天开采来说，具备很强的可行性。与此同时，工作人员可以借助于外部条件的有效分析，确定变频器的使用注意事项，避免在后续矿山生产中出现更多问题。

1.3变频器的可靠性

变频器的可靠程度，决定着变频器能够成功的应用于露天矿山开采工作，这也是工作人员确定使用哪种变频器的内在条件。部分露天矿山企业在引入变频器的时候，并没有对其进行仔细检查和分析，导致其可靠性十分有限，再加上自身维修技术不完善，增加了变频器故障的出现几率，缩短其使用寿命，最终只能选择弃用。长此以往，各个露天矿山企业因为变频器的引进出现大量的经济损失，也会为后续变频器的推广产生不利影响。更为重要的是，变频器的接线形式多种多样，工作人员需要根据实际情况确定具体方式，决不能由于接地不良问题导致设备无法正常运行。

2.变频器在露天矿山中的应用

2.1电铲

电铲在露天煤矿中的应用，主要以装载矿岩为主，在工作时，涉及到的工作条件十分恶劣，尤其是在爆破操作出现相关问题之后，需要进行挖根底操作，此时工作人员要面临冲击荷载过大的问题，严重时还会出现堵转。所以说，在电铲应用时，对电气传动系统提出了很高要求，应确保电气传动系统机械特性曲线包络面积较大，有用功率也要处于较高的状态，优化其调速性能，确保整个系统能够在四象限中平稳运转，能够自由的进行加速和减速，动态响应速度越来越快，这样一来，整个系统的运行将会变得更加安全、可靠，强化维修工作的便捷性。也正是由于电铲对电气传动系统的要求较高，促使变频器所在电铲中的应用越来越普及。研究表明，通过对交流变频调速电铲以及直流调速电铲的比较，交流变频调速电铲能够呈现出节能、调速性强、可靠性高的优势，是未来电铲电气传动系统的主要发展方向，各个露天煤矿企业在发展过程中，同样需要对其提高重视程度。

2.2板式给料机

板式给料机是原煤破碎站的重要组成部分，是露天矿山开采中前部环节。无论在矿山中应用哪一种板式给料机，对电气传动系统的要求同样很高，这主要是由于电气传动系统性能与露天矿山的生产效率存在直接关系，如果电气传动系统性能较低，可靠性不强，整个矿山开采也会变得滞后，无法正常进行生产和经营。为此，在板式给料机电气传动系统设计时，工作人员首先要做的就是赋予其良好的调速性能，强化其调速精度，使其能够进行自由的正、反转运行，加快其动态响应速度，提升该系统在运行中的可靠性。现阶段，将变频器应用于板式给料机之中，能够呈现出良好的应用效果。我国在很多大型板式给料机之中引入了交-交变频调速系统，作用成效十分明显，但该系统的功率因数十分有限，谐波也较大，需要设计谐波和功率因数的补偿措施。随后我国变频调速技术的发展与完善，很多新型变频器调速技术得到了应用，如交-直-交电压型变频调速技术等等，这对于露天矿山的发展同样具备积极意义。

2.3带式输送机

带式输送机是露天矿山中物料运输的主要设备。胶带输送机运行过程中不需要频繁调速，但在检修硫化时需要低速验带运行；对于分期建设的项目，可以考虑设备按后期一次投入，前期可降低带速运行，后期再提高带速；其驱动过程中的主要控制任务是：如何实现较大弹性负载、多点驱动、重载情况下的平稳启动过程。是否满足以上要求，是选择的关键。

大型带式输送机为恒转矩负载，采用变频驱动时，要实现恒转矩特性控制、主从控制，在系统故障的条件下必须具有重载再启动能力。每增加一台驱动电机，其控制难度都将会增加一分，所以整个控制系统的复杂程度是史无前例的，选择较好的驱动产品及其多台驱动控制功能是带输送机运输系统选型成功与否的关键。

目前市场上的变频器的应用已越来越广泛，但大多数应用场合都集中在风机水泵类负载，而风机水泵类负载，根据其负载特性，起动时一般可视为空载起动，这就大大降低了起动过程控制的难度，虽然其功率较大，但是一般仅为一台或两台电机驱动，变频器的控制功能最多将只考虑同轴驱动(2:0)或（1：1）的力矩分配问题，控制难度较小。只考虑单台变频器的品质，不能保证胶带运输机多台多点驱动系统的运行可靠性，因为非常复杂的多机控制系统不是只靠现场调几个参数就能实现的。如果选择不好，就会出现很多这样那样的问题，如我矿一期输煤系统采用的变频器，就在多驱动问题上存在着一定的缺陷，初期使用故障率较高。虽然目前很多变频器生产商在普通变频器的运用上经验很丰富，国产变频器也越来越多，但将变频器技术应用于带输送机运输系统的经验还不足。

同时，变频器对于现场工况条件有很大要求，要针对现场条件选择合适的结构形式、冷却方式等；若变频器的台数较多，选用的变频器整流脉动数少，可能使电网产生高次谐波，若超过国家标准则需加装滤波设备。

因此，带式输送机必须选用适合本地气候条件、工矿条件、成熟应用业绩多、高可靠性的变频器产品的同时,着重选择多台驱动控制功能。

3.结论

综上所述，在露天矿山之中应用变频器，主要目的就是保障系统稳定运行，维护整个开采工作的节能效果，降低维修工作的工作量，强化产品质量。而且对于变频器的该项应用，涉及到一些与正常工业应用不同的地方，如电铲、板式给料机、带式输送机等等，需要将部分特殊要求明确出来。因此，露天矿山企业应明确自身对变频器的应用要求，提升其应用的针对性。

参考文献

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