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摘要：为了在正常煤矿开采过程中，提高煤矿内部皮带运输机的运输效率，降低皮带机正常运行中所消耗的能量，本文深入探究了在煤矿皮带及改造过程中应用变频技术的优点，并介绍了煤矿皮带机改造时实际变频技术的详细应用措施，探讨了其中所出现的关键性问题。之后还提出相应的解决措施，以通过变频改造煤矿皮带机，提高本身运输效率，使企业获取更高经济效益。
关键词：变频技术；皮带机；改造
引言
由于采煤量的大小受井下的地质环境和作业班次的循环的影响较大，这就导致了煤矿开采的不均衡，带式输送机在运送煤炭时也就存在着不均衡。在煤矿生产时，带式输送机的输送速度恒定，它不会根据运量的大小而改变，均以额定的功率运转，空载、轻载时，电能就可能会产生大量浪费，从而提高了煤矿生产的成本，企业的盈收也降低。因此，提高机器高效、节能运输值得研究和探讨。随着变频器调速技术的持续发展和技术进步，实现了自动调速变速功能，使得变频技术的效果得到很好的展示，在安全生产、节支降耗、创新发展等方面也很有成效，同时也产生了良好的经济效益和社会效益。
一、变频调速系统
1.变频调速系统的原理
变频调速系统主要由变频器主体、电抗器和辅助器件构成。其中，变频器的主体部分是由可控硅整流及多个IGBT功率器件所构成的逆变器，目的在于达到对电动机速度的调节和故障保护等功能。变频器通过馈电开关把进入整流模块的交流供电转为直流，然后经滤波电容和IGBT后，使直流再转为交流电，从而实现电机的供电。
2.变频调速系统的结构
变频器主电路采用的是NPC三电平拓扑结构，它主要由整流电路、中间电路和逆变电路三部分组成。变频器的输入端是与电压为1140V的三相交流电源进行连接，交流电经整流部件进行整流后变为直流电，再经过逆变部件的调节，逆变为频率与电压均可调节的交流电，主电路的器件主要包含IGBT、整流二极管、滤波电容、输入输出电抗器。
二、实际应用的改造措施及方案
在煤矿皮带功能优化及技术改造过程中，将变频技术应用于其中，是为了应付高电压电机的数目而采取的一种独特的改造方案，往往是将三台机器加装于双滚筒之上的方式，来达到这一目的。而一般情况下使用的高压电机，其参数往往为160000W600V，想要启动滚筒，需要使用耦合装置及降速器装置应用于其中，并将滚筒与皮带相连接，这样才能够正常的启动滚筒，进而带动皮带的正常运行，实际改造方案如下所示。
1.保证足够小的开启电流
为了使得煤矿皮带机改造之后具备有更长的使用寿命，则要求在开机过程中有着足够小的开启电流及足够短的开机时间。因为一旦开机电流过大或是开机时间过长，将会极大地冲击该设备所处于的电网，进而沿着电网破坏相连于同一个电网中其余的机电设备。而正由于在皮带机设备开启时所产生的电流极大的冲击电网，进而波及到连接在同一电网中其余的机电设备，因此需要严格的控制开启电流及开机时间，以保证皮带机具备更长使用寿命。
2.严格控制开启过程
根据上一段所言，在将皮带进行改造之后，为有效控制开机时间，改造人员需要考虑的因素不仅仅包括皮带的长度，还需要实际考虑该机电设备的实际负载状况。一般情况下，皮带机设置的开机时间往往为55秒，为保证机电设备具备有最大的启动转矩速度，机电设备的转矩速度应当位于额定值的两倍以上，同时还必须使用变频器本身所具备的软启动技术，而实现皮带机电机的软启动。此时，还必须将电机的开机时间考虑其中，而适当的应用这一时间，带动皮带机，确保其稳定开启，并严格控制皮带机内变频设备所释放的热量，进而减少电机以及皮带机后续使用中所出现的问题，提高滚筒等设备的使用寿命，确保皮带及运输过程中的持续性及稳定性，进而达到最终改造目的。
三、在煤矿皮带机改造过程中，应用变频技术出现的问题及实际对策
1.运输环节
正因为变频技术本身特点，在将变频技术用于煤矿批量开发过程中，其运行会由于周围电磁所产生的干扰而出现异常事件。因为相比其余的生产加工行业，煤矿开采往往位于地下，而地下环境往往地质复杂，同时开采环境艰苦，因此将变频技术应用于皮带机开采过后，所改造出来的皮带机如果时间过长很容易使得设备出现异常状况。对于改造之后的煤矿皮带机而言，将其应用于地下存在有干扰的因素，往往是周围所存在的电磁辐射。更有甚者，周围所产生的电磁辐射还会损毁变频器，这就不仅仅会影响到煤矿的正常生产，还会导致皮带机受到损坏，而产生较大危害，因此有关的技术检测人员必须严格重视这一项工作，采取措施以减少外部干扰因素，此时可以直接的将噪音抵消设备安装于变频器上，减少周围的电磁辐射对于皮带机本身的影响。
2.电源异常
在煤矿皮带机改造过程中应用变频技术，虽然能够提高皮带机的运输效能，并且降低能耗，但是在其正常运营过程中，也可能会由于电源出现异常而导致意外事故。其主要原因在于变频器又产生了低压冲击，带动皮带及皮带机的电源出现了异常事故，因此煤矿企业在处理一些皮带机电源时，需要将具备着较大电压要求的设备同变频器相分离，进而减少这多个因素之间的干扰，确保皮带机能够正常的进行运输。如果变频器的电压值恢复正常，此时为保证皮带机能够正常运行，可以运用瞬时不停的方式达到这一目的，并且以一定的方法检测电机运行速度，而防止其在加速过程中出现多余电流。
3.高次谐波
在煤矿皮带机改造之后的皮带机中会经常出现高次谐波这一现象，因为如今我国皮带机中所安装变压器使用的调节方式普遍都为pwm调节，而这一调节方式中所出现高次谐波是正常的，而一旦煤矿皮带机出现了高次谐波，会使得电机承受更大的负担，并且改变电机绕组方式，冲击电机的绝缘性能。如果机电设备管理及维修人员没有发现这一问题，而任其持续就会使得变压器出现变形现象，而此时也会冲击到皮带机减少其使用寿命。想有效解决这一问题，需将电机及变频器相分离，并确保二者之间有一定的距离，使得变频器同该皮带机设备相独立，确保变频器工作于相对较为安全的环境中，还可以在变频器上安装整流桥装置，从而减少高次谐波对于变频器的干扰。
4.温度异常
在皮带机改造过程中，应用变频技术改造之后的皮带机转动时会出现温度异常的问题，而主要原因在于皮带机不具备有良好散热性能，其主要表现就是相比于改造之前，改造之后的皮带机发动机具备有相对较高的温度，同时又由于温度异常状况，而导致变频器内再次出现了高次谐波现象，影响到电机的正常运行，在此种情况之下，有关的技术维修人员必须采取相应解决措施，进而提升电机规模或者是采取措施以开启电机散热系统，达到良好散热目的，解决温度异常状况。
5.皮带强度
经过改造之后的皮带机想要确保本身具备良好运输效能，还可以将液压器、耦合装置应用于其中达到这一目的。但是这样会加重皮带强度，使皮带承受更大压力，而使其快速老化损伤。此时，为了延长整体皮带机使用寿命，还要求使用具备有更高强度的皮带，而达到这一目的。
结束语
将变频器用于皮带机改造过程中，经改造之后的皮带机虽然能够自动化的控制电机转速及转矩，并且能够同皮带机的实际负荷状况相适应，而提高皮带机本身的运输效率，并延长皮带机使用寿命，并降低皮带运转过程中的能耗，进而缩减运输成本，使得企业获取更高经济效益。在其实际改造过程中，应注意电源异常、运输环节、高次谐波以及皮带机所能承受压力等多种因素影响，采取合适措施及方法，达到这一目的。
参考文献
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[2]冯少宇.基于变频技术在煤矿皮带机改造中的应用分析[J].科技创新导报,2017(36).