随着我国经济的发展，各行各业煤炭的需求量也越来越大，各大型煤炭企业纷纷开辟新的矿井来扩大规模，并且利用各种技术降低生产成本，因此变频器在煤炭行业大功率设备的应用也就越来越多。提升系统是煤矿生产系统中重要的一部分，长期以来，矿井提升系统的功率都比较大，而且运行时间也比较长，是煤矿企业主要耗能设备，提升系统的可靠安全运行是煤矿企业安全生产的重要部分。
1、现场简介
安阳煤业龙山矿主斜井提升为大倾角皮带提煤，提升方式为钢丝绳芯带式输送机提升，皮带长度880m，倾角280，输送机型号为KST800/15/450S，带宽800mm，皮带采用钢丝绳芯阻燃人字花纹输送带。电动机功率450 kW，原输送机控制系统采用工频液压粘性软启动，该系统虽然实现了电机的软启动，但不论生产的需求大小，拖动电机都要全速运转，运行工况的变化则使得能量损失消耗掉了。不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗，从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下，针对这种情况，矿领导经过论证，最后决定选用北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A06/055系列的高压变频调速器，采用高压变频调速系统控制，变频器选用额定容量570 kV -A，皮带输送机最大带速2 m/s，提升能力200 T/h，通过变频系统的应用，满足了大倾角输送机各项技术要求，改善了各项性能，为大倾角输送机的安全运行提供有力保证。
2、变频调速系统的原理及构成
①变频调速系统的原理。变频调速就是通过改变输入到交流电动机电源的频率和电压，达到调节交流电动机的输出转速的目的。变频调速器从电网接收工频50 Hz交流电，经过整流变换成直流，再逆变成为频率和幅值都可调节的交流电输出到交流电动机，通过PLC程序控制实现交流电动机的变频运行。
②变频调速系统的构成。变频调速系统通常由整流器、控制、逆变器和保护等系统构成。将工频交流电逆变成可变频的交流电输出的变换方式。该变频方式可以实现不同频率的输出，输出交流电的质量以及功率因数均较高，是变频调速技术发展的主流。
3、变频改造前原系统存在的问题
原系统使用的为转子串电阻启动方式，启动不稳定，造成了大的机械冲击，导致电机寿命大大降低；转子串电阻启动时，控制系统复杂，故障率高，接触器、电阻器、绕线电机电刷容易损坏，维护工作量大；控制油温不得超过65℃，油温过高会造成设备损坏；设备运行1个月后，液压油要过滤后再使用，定期检查更换滤芯，维护量大；自动化程度低，影响整体系统安全性。
4、变频控制系统在大倾角皮带中应甩的特点
操作简便，启动平稳，由于启动电流小，大大降低了启动电流对电机绝缘层的冲击破坏，电机及大倾角皮带寿命增加；电机运行速度在1485r/min范围内调速，电机电流在35—43A之间，节能降耗效果突出；大倾角皮带输送机电机由变频供电，采用软启动方式，对电网和设备无冲击，消除了对电网和机械设备的冲击，延长了机械和电气设备的寿命；可以实现输送机的无极调速，以满足不同的工作需要；驱动系统能提供可调的、平滑的、无冲击的启动力矩；输送机过载时能实现自动过载保护功能。
5、节能量计算
①效率大大提高。主皮带电控系统由工频运行改造为变频运行后提高了电机的功率因数，根据皮带的运煤量调节运行速度，提高了运行效率，达到了最佳运行效率。
②大大提高了经济效益。在没有使用变频设备之前，主皮带运行电流为51A，使用变频设备后，主皮带运行电流为41A，运行电流降低了10A。
③节能效益分析。主皮带电控系统由工频运行改为变频运行后提高了电机的功率因数，根据皮带的运煤量调节运行速度，提高了运行效率设备的运行安全系数和工效，节省了大量的维修量，降低生产成本，减少了无功的损耗，提高了设备的启动和运行性能，保证了安全生产，达到了最佳运行效果。
④节能计算。按工频和变频运行实际电流计算，计算数据取2011年技术测定，工频运行时，频率50 Hz，U=6 kV，cos∮取0.85运行电流为51A。
主井皮带每班按每班运行3.5 h计算工频运行时功率和一天耗电量：
P1=1.732×6×51×0.85=450 kW。
N1=450×3.5×3=4 725 kW - h。
变频器运行时，电机运行电流在41A，根据生产需求由变频器调节频率来实现皮带输送机的运行速度。
变频运行时功率和一天耗电量：
P2=1.732×6×41×0.85=362 kW。
N2=362×3.5×3=3 801 kW-h.
节电率：
(Nl-N2)/Nl=(4 725-3 801)/4725=19.6%。
节约电费计算：
以该矿平均电价0.6元／kW．h计算，工频每天耗电费：
4725×0.6=2 835元。
变频运行每天耗电费：
3801×0.6=2 280.6元。
变频改造后，日节约电费：
2 835元-2 280.6元=554.4元。
一年以360天为标准计算，年节约电费：
554.4×360=199 584元。
6、结语
使用变频传动，实现软启动，不仅达到了良好的节能效果，并且使整套提升系统的稳定性提高了一个大台阶，改善和提高了大倾角带式输送机的启动、运行和停车性能，有利于消除对电气和机械的冲击，实现过载自动保护，提高了安全性、可靠性和自动化水平。随着国家对节能减排工作的越来越重视，煤矿企业通过各种措施降低生产成本，其中变频技术起到了关键作用，取得了明显的经济效益和社会效益，适应了国家建设资源节约型社会的潮流。
1、现场简介
安阳煤业龙山矿主斜井提升为大倾角皮带提煤，提升方式为钢丝绳芯带式输送机提升，皮带长度880m，倾角280，输送机型号为KST800/15/450S，带宽800mm，皮带采用钢丝绳芯阻燃人字花纹输送带。电动机功率450 kW，原输送机控制系统采用工频液压粘性软启动，该系统虽然实现了电机的软启动，但不论生产的需求大小，拖动电机都要全速运转，运行工况的变化则使得能量损失消耗掉了。不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗，从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下，针对这种情况，矿领导经过论证，最后决定选用北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-A06/055系列的高压变频调速器，采用高压变频调速系统控制，变频器选用额定容量570 kV -A，皮带输送机最大带速2 m/s，提升能力200 T/h，通过变频系统的应用，满足了大倾角输送机各项技术要求，改善了各项性能，为大倾角输送机的安全运行提供有力保证。
2、变频调速系统的原理及构成
①变频调速系统的原理。变频调速就是通过改变输入到交流电动机电源的频率和电压，达到调节交流电动机的输出转速的目的。变频调速器从电网接收工频50 Hz交流电，经过整流变换成直流，再逆变成为频率和幅值都可调节的交流电输出到交流电动机，通过PLC程序控制实现交流电动机的变频运行。
②变频调速系统的构成。变频调速系统通常由整流器、控制、逆变器和保护等系统构成。将工频交流电逆变成可变频的交流电输出的变换方式。该变频方式可以实现不同频率的输出，输出交流电的质量以及功率因数均较高，是变频调速技术发展的主流。
3、变频改造前原系统存在的问题
原系统使用的为转子串电阻启动方式，启动不稳定，造成了大的机械冲击，导致电机寿命大大降低；转子串电阻启动时，控制系统复杂，故障率高，接触器、电阻器、绕线电机电刷容易损坏，维护工作量大；控制油温不得超过65℃，油温过高会造成设备损坏；设备运行1个月后，液压油要过滤后再使用，定期检查更换滤芯，维护量大；自动化程度低，影响整体系统安全性。
4、变频控制系统在大倾角皮带中应甩的特点
操作简便，启动平稳，由于启动电流小，大大降低了启动电流对电机绝缘层的冲击破坏，电机及大倾角皮带寿命增加；电机运行速度在1485r/min范围内调速，电机电流在35—43A之间，节能降耗效果突出；大倾角皮带输送机电机由变频供电，采用软启动方式，对电网和设备无冲击，消除了对电网和机械设备的冲击，延长了机械和电气设备的寿命；可以实现输送机的无极调速，以满足不同的工作需要；驱动系统能提供可调的、平滑的、无冲击的启动力矩；输送机过载时能实现自动过载保护功能。
5、节能量计算
①效率大大提高。主皮带电控系统由工频运行改造为变频运行后提高了电机的功率因数，根据皮带的运煤量调节运行速度，提高了运行效率，达到了最佳运行效率。
②大大提高了经济效益。在没有使用变频设备之前，主皮带运行电流为51A，使用变频设备后，主皮带运行电流为41A，运行电流降低了10A。
③节能效益分析。主皮带电控系统由工频运行改为变频运行后提高了电机的功率因数，根据皮带的运煤量调节运行速度，提高了运行效率设备的运行安全系数和工效，节省了大量的维修量，降低生产成本，减少了无功的损耗，提高了设备的启动和运行性能，保证了安全生产，达到了最佳运行效果。
④节能计算。按工频和变频运行实际电流计算，计算数据取2011年技术测定，工频运行时，频率50 Hz，U=6 kV，cos∮取0.85运行电流为51A。
主井皮带每班按每班运行3.5 h计算工频运行时功率和一天耗电量：
P1=1.732×6×51×0.85=450 kW。
N1=450×3.5×3=4 725 kW - h。
变频器运行时，电机运行电流在41A，根据生产需求由变频器调节频率来实现皮带输送机的运行速度。
变频运行时功率和一天耗电量：
P2=1.732×6×41×0.85=362 kW。
N2=362×3.5×3=3 801 kW-h.
节电率：
(Nl-N2)/Nl=(4 725-3 801)/4725=19.6%。
节约电费计算：
以该矿平均电价0.6元／kW．h计算，工频每天耗电费：
4725×0.6=2 835元。
变频运行每天耗电费：
3801×0.6=2 280.6元。
变频改造后，日节约电费：
2 835元-2 280.6元=554.4元。
一年以360天为标准计算，年节约电费：
554.4×360=199 584元。
6、结语
使用变频传动，实现软启动，不仅达到了良好的节能效果，并且使整套提升系统的稳定性提高了一个大台阶，改善和提高了大倾角带式输送机的启动、运行和停车性能，有利于消除对电气和机械的冲击，实现过载自动保护，提高了安全性、可靠性和自动化水平。随着国家对节能减排工作的越来越重视，煤矿企业通过各种措施降低生产成本，其中变频技术起到了关键作用，取得了明显的经济效益和社会效益，适应了国家建设资源节约型社会的潮流。
