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    目前世界上主要煤炭開采國家的綜采工作面是以支架電液控制、采煤機與支架聯(lián)動、刮板輸送機可控液力耦合器為特征的自動化工作面。隨著我國煤炭開采強度的增大，主要煤炭集團公司的工作面裝備水平己與發(fā)達國家差距越來越小，刮板輸送機進口可控液力耦合器等裝備的工作面越來越多。綜采工作面刮板輸送機隨著功率的逐步增大和技術(shù)的進步，其驅(qū)動系統(tǒng)逐步由液壓聯(lián)軸節(jié)發(fā)展到雙速電動機或進口CST或TTT等可控液力耦合器系統(tǒng)。但由于液壓聯(lián)軸節(jié)受功率等因素限制，不易在大功率刮板輸送機上使用，同時雙速電動機驅(qū)動仍產(chǎn)生較大的機械沖擊和電氣沖擊，經(jīng)常造成啟動失敗、斷鏈等事故，安全性差。而CST和TTT等可控液壓系統(tǒng)又需要進口，維修時間長，費用高，成為制約高效生產(chǎn)的主要因素。
    近幾年，兗礦集團在綜采放頂煤領域的技術(shù)水平上升到了一個新的層次。在積極引進國際先進技術(shù)和一流裝備的同時，在國內(nèi)綜采工作面首次成功應用防爆變頻器驅(qū)動工作面刮板輸送機。兗礦集團與青島天信電氣有限公司共同在濟寧三號煤礦43上07工作面和123上02工作面成功實施了防爆變頻器在綜采工作面刮板輸送機的應用，獲得多項技術(shù)創(chuàng)新，大大降低丁了工作面輸送機的事故率，大大提高綜采工作面生產(chǎn)安全性和效率。同時，也開創(chuàng)了國內(nèi)外變頻器驅(qū)動工作面刮板輸送機的先例，填補了國內(nèi)外變頻器在綜采工作面刮板輸送機上應用的空白。
1、變頻器主要技術(shù)特征
    BPJ-500/1140礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器（以下簡稱變頻器）為青島天信電氣有限公司與瑞士ABB集團公司共同專為工作面刮板輸送機開發(fā)研制的防爆變頻器。變頻器電控系統(tǒng)選用進口嵌入式工業(yè)控制計算機，控制技術(shù)先進，例如啟動向?qū)В�自定義編程，DTC控制，通用備件，通用的接口技術(shù)，調(diào)試和維護方便。給微機控制板輸入電源加裝EMI濾波器、共模電感、高頻磁環(huán)等，可以有效抑制傳導干擾，低EMC干擾，在合理的維護條件下，可延長電機的使用壽命。給變頻器輸入端加裝EMI濾波器，可以有效抑制變頻器對電網(wǎng)的傳導干擾，加裝輸入交流和直流電抗器，可以提高功率因數(shù)，減小諧波污染，綜合效果好。在某些電機與變頻器之間距離超過100m的場合，在變頻器側(cè)添加交流輸出電抗器，解決因為輸出導線對地分布參數(shù)造成的漏電流保護和減少對外部的輻射干擾。給變頻器輸入側(cè)加裝無源LC濾波器，減小輸入諧波，提高功率因數(shù)，可靠性高，效果好。且配有10.4寸彩色液晶顯示器實時顯示變頻器工況和故障現(xiàn)象。適用于交流50 Hz、電壓1140V供電系統(tǒng)、500KW及以下三相交流異步電動機的調(diào)速控制。變頻器為二象限運行變頻器，適用于刮板運輸機、皮帶輸送機、乳化液泵站等類似場合。
    變頻器具有過載、過電壓、欠電壓、缺相、過熱、漏電、接地、短路、功率模塊熱保護、保護值設定等保護功能，液晶顯示屏實時顯示各工作狀態(tài)。且具有啟動轉(zhuǎn)矩大、啟停平穩(wěn)等特點，能實現(xiàn)交流電機在各種負載情況下的平滑啟動、調(diào)速、停車等功能，徹底消除機械及電氣沖擊，延長電動機使用壽命。使用多臺變頻器拖動同一帶式負載時，各變頻器之間自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)多臺之間的動態(tài)功率平衡。
    該型變頻器內(nèi)部裝有冷卻風扇，以增強變頻器內(nèi)部循環(huán)風流，提高內(nèi)部元件的散熱效果。外部采用水冷散熱，變頻器不運行時電磁閥停止供水。
  2工作面主要配套設備表1 43上07和123上02工作面主要配套
3、工作面地址條件
  43上07工作面所采煤層為山西組煤3上，煤層厚度為1.0～2.43m，平均1.41m。梯形縮面推進長度257m，凈面長由143.5m縮短至65.lm，可采儲量27.7萬噸。
    123上02工作面概況：工作面推進長度1152.6m．其中梯形段推進長度446m，初始凈面長87.lm;正常段凈面長216.5m，推進長度706.6m，總回采面積2183 81m2，可采儲量：50.1萬噸。
    兩個工作面直接底為泥巖：灰黑色，薄層狀，裂隙發(fā)育，遇水易膨脹，f=2～4，遇水膨脹后粘度系數(shù)較大。
4、變頻器應用情況
    刮板運輸機一般采用雙電機的驅(qū)動方式，機頭、機尾各一臺，而變頻器安裝在順槽移動變電站位置，且是安裝在軌道車上，隨工作面的移動而移動。此變頻器輸出電纜允許長度達550米，允許將變頻器通過電纜直接連接到電機，實現(xiàn)了機頭、機尾電動機功率平衡和外部控制正反向的功能，以便于刮板運輸機被大塊石頭卡住時，可以使用正向方向反復啟動的方式再次啟動起來。
    由于該兩個工作面為旋轉(zhuǎn)回采且梯形回采，回采工藝比較復雜。采高控制在1600—2000mm，割底<100 mm。由于直接底為泥巖遇水易膨脹，膨脹后粘度系數(shù)較大，大大增加了運輸機運行阻力，尤其是刮板輸送機起動困難。
    使用變頻器后，廠方進行了技術(shù)培訓，并進行了現(xiàn)場調(diào)試，調(diào)試過程簡單、快捷。應用過程中出現(xiàn)過啟動掉電、顯示不準確等故障現(xiàn)象，服務人員及時進行整改調(diào)試后使用正常。
    43上07工作面使用變頻器日期為2010年4月1日～12月3日，其中8月9日～9月5日邊采邊撤機尾、旋轉(zhuǎn)開采、延機頭，實際生產(chǎn)時間為7個月左右，生產(chǎn)原煤27.7萬噸。
    123上02工作面使用變頻器日期為2010年12月3日～2011年5月18日，實際生產(chǎn)時間為6個半月，生產(chǎn)原煤50.1萬噸。
5、結(jié)論
    兩工作面使用BPJ-500/1140型變頻器后，有如下優(yōu)點：
    (1)  電站控制操作簡單：運輸機開正反車和調(diào)高低速不用在開關(guān)上調(diào)整，直接在TK200控制臺上操作就可以方便快捷地實現(xiàn)：
    (2)速度調(diào)整范圍大：通過調(diào)整變頻器頻率可以實現(xiàn)運輸機無極調(diào)速；
    (3)檢修方便：因為變頻器可以方便地調(diào)整運輸機速度，通過降低運輸機速度，可以方便地控制運輸機刮板所停止的位置，易于更換刮板和調(diào)整鏈條長度；
    (4)保護設備：使用變頻器后運輸機為勻加速起動，起動時間較長，統(tǒng)計數(shù)字為50s～60s，運輸機起動運行緩慢平穩(wěn)，大大降低了運輸機起動負荷，運輸機減速箱、電機、彈性墊、鏈輪、鏈條等整個傳動、運行系統(tǒng)受沖擊較小，同時機頭、機尾電機啟動和運行全過程功率平衡，故障率明顯低，大大延長了設備使用壽命；
    (5)便于組織生產(chǎn)：當運輸機負荷增大時，運輸機運行速度下降，采煤機司機可以降低采煤機速度或停止截割以降低運輸機負荷，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。
    (6)節(jié)省動力電纜：43上07工作面和123上02工作面可節(jié)省運輸機頭、機尾兩條動力電纜（MCPT-3×70+1×35+3×6，1.14kV）分別合計為520m、750m。
    目前青島天信電氣有限公司與瑞士ABB集團公司又聯(lián)合開發(fā)研制出了BPJ-2000/3300礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器，已通過加載試驗，將于近期在兗礦集團濟寧三號煤礦SG21000/1400型工作面刮板輸送機上做工業(yè)型試驗。