應用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè) ——現(xiàn)代電力電子技術(shù)與電力傳動技術(shù)在煤礦的應用 20世紀90年代，我國已成為世界上第一大產(chǎn)煤國，我國煤炭資源豐富，勞動廉價，本應在國際市場競爭中占有優(yōu)勢，但由于技術(shù)、管理、體制等原因，大多數(shù)煤礦的勞動力效率低下。

        21世紀人類已進入“信息時代”，它的特點是信息存儲和快速傳遞。但在信息社會中，信息不能直接制造產(chǎn)品，生產(chǎn)能源，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)存在，而電力電子技術(shù)便成為信息產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之間的橋梁或接口，因此，它在改造傳統(tǒng)煤炭工業(yè)中起到舉足輕重的作用。隨著煤礦向大型化方向發(fā)展，設備也向大型化、大功率化方向發(fā)展，因而對電能提出了新的更高的要求。電力電子技術(shù)是借助于半導體功率器件對電能進行轉(zhuǎn)換、控制和優(yōu)化利用的技術(shù)。電力電子技術(shù)較早用于煤礦是礦井提升機，并且發(fā)展迅速。此外，電力電子技術(shù)在先進國家已普遍用于帶式輸送機的調(diào)速或帶式輸送機起動控制、風機調(diào)速（包括主通風機和局部通風機）和水泵的調(diào)速。上述設備多采用現(xiàn)代交流調(diào)速，除了可以提高調(diào)速的性能外，更主要可以節(jié)省能源。目前我國在上述設備中采用調(diào)速技術(shù)還不夠廣泛，市場潛力巨大。電力電子技術(shù)能把電能從一種形式高效地轉(zhuǎn)換成另一種形式，而且能對電能進行控制，在煤炭工業(yè)中有廣闊的應用前景。但我國煤炭行業(yè)電力電子技術(shù)應用與先進國家相比差距大，潛力也大。

       目前在國內(nèi)煤炭行業(yè)電力電子技術(shù)已在部份礦務局得到推廣。在現(xiàn)代化礦井中，由于設備大型化，自動化水平較高，噸煤人工費用所占比例不大，而電費所占比例增加，要降低成本，增強競爭力，應重視利用現(xiàn)代調(diào)速技術(shù)節(jié)約能量，例如在風機、水泵、帶式輸送機等設備上實現(xiàn)調(diào)速。

        下面分別談變頻器在煤礦帶式輸送機、礦井提升絞車、乳化液泵站的應用。

       第一、 帶式輸送機目前，變頻器在國內(nèi)煤礦的應用主要集中在帶式輸送機上。眾所周知，皮帶是一個彈性體，在靜止或運行時皮帶內(nèi)貯藏了大量的能量，在皮帶機起動過程中，如果不加設軟起動裝置，皮帶內(nèi)貯藏的能量將很快釋放出去，在皮帶上形成張力波并迅速沿著皮帶傳輸出去。過大的張力波極易引起皮帶被撕斷。因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，帶式輸送機必須加設軟起動裝置。目前煤礦采用的軟起動裝置絕大部分是液力偶合器。液力偶合器雖然能部分解決皮帶機的軟起動問題，但與變頻器驅(qū)動相比，仍具有明顯的劣勢：首先，采用液力偶合器時，電機必須先空載起動。工頻起動時，最初的電流很大，為電機額定電流的4--7倍。大的起動瞬間電流會在起動過程中產(chǎn)生沖擊，引起電機內(nèi)部機械應力和熱應力發(fā)生變化，對機械部分造成嚴重磨損甚至損壞。同時還將引起電網(wǎng)電壓下降，影響到電網(wǎng)內(nèi)其它設備的正常運行，因此，大容量的皮帶機還必須附加電機軟起動設備。其次，液力偶合器長時工作時，引起液體溫度升高，熔化合金塞， 引起漏液， 增大維護工作量，污染環(huán)境。

      第二，采用液力偶合器時，皮帶機的加載時間較短，容易引起皮帶張力變化，因此對皮帶帶強要求較高。

       第三，一般的皮帶機都是長距離大運量，通常都是多電機驅(qū)動，采用液力偶合器驅(qū)動，很難解決多電機驅(qū)動時的功率平衡。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展。

       變頻技術(shù)在最近二十年飛速發(fā)展，在部分煤礦企業(yè)獲得了廣泛應用，例如晉城煤業(yè)集團、潞安礦務局、淮北礦務局等。運用變頻器對帶式輸送機的驅(qū)動進行改造，將給用戶帶來極大的社會和經(jīng)濟效益：

     第一，真正實現(xiàn)了帶式輸送機系統(tǒng)的軟起動。運用變頻器對帶式輸送機進行驅(qū)動，運用變頻器的軟起動功能，將電機的軟起動和皮帶機的軟起動合二為一，通過電機的慢速起動，帶動皮帶機緩慢起動，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機在起動過程中形成的張力波極小，幾乎對皮帶不造成損害。

      第二，實現(xiàn)皮帶機多電機驅(qū)動時的功率平衡。應用變頻器對皮帶機進行驅(qū)動時，一般采用一拖一控制，當多電機驅(qū)動時，采用主從控制，實現(xiàn)功率平衡。在晉城煤業(yè)集團王臺二號井順槽皮帶為2×200KW/660V電機驅(qū)動，采有主從控制后，輕載時主從電機電流相差5A左右，滿載時相差2A左右。

       第三，降低皮帶帶強。采用變頻器驅(qū)動之后，由于變頻器的起動時間可在1S～3600S可調(diào)，通常皮帶機起動時間在60S～200S內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場設定，皮帶機的起動時間延長，大大降低對皮帶帶強的要求，降低設備初期投資。

      第四，降低設備的維護量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長，大大降低設備維護量。同時，利用變頻器的軟起動功能實現(xiàn)帶式輸送機的軟起動，起動過程中對機械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機系統(tǒng)機械部份的檢修量。如晉城煤業(yè)集團王臺二號井順槽皮帶采用變頻器驅(qū)動后，僅皮帶扣一項年節(jié)約費用就達一萬多元。

      第五，節(jié)能。在皮帶機上采用變頻驅(qū)動后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個方面：

     1、 提高系統(tǒng)功率因數(shù) 通常情況下，煤礦用電機在設計過程中放的裕量比較大，工作時絕大部分不能滿載運行，電機工作于滿電壓、滿速度而負載經(jīng)常很小，也有部分時間空載運行。由電機設計和運行