國內(nèi)現(xiàn)有大多數(shù)煤礦的皮帶輸送機一般都采用工頻拖動，較少使用變頻器驅(qū)動。由于電機長期工頻運行加之液力耦合器效率等問題，造成皮帶運輸機運行起來非常不經(jīng)濟；同時由于電機無法采用軟起軟停，在機械上產(chǎn)生劇烈沖擊，加速機械的磨損；還有皮帶、液力耦合器的磨損和維護等問題都會給企業(yè)帶來很大數(shù)額的費用問題。這對于現(xiàn)在創(chuàng)建節(jié)能型社會是不相符合的，對煤礦企業(yè)的皮帶輸送機進行變頻改造對節(jié)約社會能源、增加煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益都具有非?，F(xiàn)實的經(jīng)濟意義和社會意義。 皮帶輸送機的結(jié)構(gòu)組成華北某煤礦400米井下采煤作業(yè)面采用三段式皮帶下行傳送；第一段向下運輸，水平距離950米，提升高度116.3米；第二段向下運輸，水平距離680米，提升高度25米；第三段向下運輸，水平距離630米，提升高度84.2米。運輸能力為3000噸/小時（最大），皮帶帶寬1.4米，皮帶機運行速度為4m/s，運輸方式為下運。改造前的拖動方式為每段皮帶機由兩臺660V、250KW饒線式三相異步電動機經(jīng)液力耦合器同軸連接；皮帶機的啟動和運行方式為，繞線電機經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組降壓啟動后工頻運行，經(jīng)液力耦合器切換至皮帶機。第一、二段皮帶機的電機分別由同一線路的兩臺變壓器供電，第三段皮帶機的電機由同一線路的另一臺變壓器供電。改造前各段皮帶機自成體系，互不聯(lián)系，均采用手動運行方式，皮帶機啟動后電機恒速運行，采用調(diào)節(jié)液力耦合器的機械效率來調(diào)整皮帶的速度。 皮帶機的工作原理和特點皮帶機通過驅(qū)動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運動，皮帶通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動。皮帶是彈性儲能材料，在皮帶機停止和運行時都儲存有大量勢能，這就決定了皮帶機的啟動時應該采用軟啟動的方式。國內(nèi)大多數(shù)煤礦采用液力耦合器來實現(xiàn)皮帶機的軟啟動，在啟動時調(diào)整液力耦合器的機械效率為零，使電機空載啟動。雖然采用了轉(zhuǎn)子串接電阻改善啟動轉(zhuǎn)矩和降壓空載啟動等方法，但電機的啟動電流仍然很大，不僅會引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動，還會造成電機內(nèi)部機械沖擊和發(fā)熱等現(xiàn)象。同時采用液力耦合器軟起皮帶時，由于啟動時間短、加載力大容易引起皮帶斷裂和老化，要求皮帶的強度高。加之液力耦合起長時間工作會引起其內(nèi)部油溫升高、金屬部件磨損、泄漏及效率波動等情況發(fā)生，不僅會加大維護難度和成本、污染了環(huán)境，還會使多機驅(qū)動同一皮帶時難以解決功率平均和同步問題。 皮帶機變頻改造后，將原有的電氣柜保留作為工頻旁路，同時將液力耦合器的效率調(diào)至最大；如果調(diào)試中變頻器發(fā)生故障，則可以利用原有的工頻啟動柜應急運行，啟動時調(diào)整液力耦合器效率為零，電機空載啟動，啟動后適當調(diào)整液力耦合器效率。當整個設備運行調(diào)試完成后，實驗運行一段時間證明設備整體運行穩(wěn)定、良好后，可以拆除液力耦合器，將皮帶轉(zhuǎn)軸直接連接到電機上。拆下的液力耦合器入庫儲存?zhèn)溆?，如果發(fā)生變頻器故障需要工頻運行時，可以把相應的液力耦合器再裝上實現(xiàn)應急運行。 經(jīng)過變頻技術(shù)改造后皮帶機運行良好，徹底實現(xiàn)了皮帶輸送機的軟起、軟停運行方式，大大提高了系統(tǒng)的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率。改造后系統(tǒng)可以根據(jù)負載變化情況自動調(diào)整輸出頻率和輸出力矩，改變了以前電機工頻恒速運行的模式，在很大程度上節(jié)約了電力能源；而且四象限中高壓變頻器的使用實現(xiàn)了皮帶機能量回饋功能，進一步使得皮帶機的能耗降低；液力耦合器的退出更大地節(jié)約了設備的維護和維修費用。經(jīng)過改造后的運行，事實證明國產(chǎn)基茨系列中高壓變頻器與眾多國內(nèi)外過渡型中高壓變頻產(chǎn)品相比，有著無法比擬的優(yōu)越的產(chǎn)品性能和無法超越的技術(shù)領先優(yōu)勢；在煤炭行業(yè)的節(jié)能改造中應用能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和良好的社會效益，對于創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保型的社會發(fā)揮著重要的作用。