1、概述
東灘煤礦是山東兗礦集團下屬重點煤礦，143下04綜采工作面，工作面回采3下煤層，位于十四采區(qū)，工作面傾斜長333.67m，走向長：軌順1238.27m，運順1263.27m。本工作面采用SGZ-1000/2×700刮板輸送機，適用于煤礦井下緩傾斜、中厚、厚煤層回采工作面，具有高強度、高壽命、高可靠性的特點。但在煤礦井下復(fù)雜條件下，啟動次數(shù)頻繁及重載荷長時間運轉(zhuǎn)，將加速設(shè)備老化，必須加強設(shè)備的檢修力度，不僅降低設(shè)備的使用壽命，而且加大技術(shù)人員的工作量。將YJVFT-450M-4礦用隔爆兼本質(zhì)安全型變頻調(diào)速一體機作為刮板輸送機驅(qū)動部電機，實現(xiàn)刮板輸送機的變頻調(diào)速，提高使用壽命，減少維修量，同時實現(xiàn)了軟啟動，電機啟動電流遠遠小于額定電流，啟動時間延長，減輕了起動機械轉(zhuǎn)矩對設(shè)備的機械損傷，延長了使用壽命，減少了設(shè)備故障率，提高了煤礦生產(chǎn)效率，從而更好地適應(yīng)綜合機械化采煤的需求。
2、變頻調(diào)速一體機的性能
變頻調(diào)速一體機的輸入電源為1140V、50Hz，變頻器輸出頻率在5～50Hz時為恒扭矩、在50～60Hz時為恒功率，變頻調(diào)速一體機隔爆等級為Exd[ib]IMb，防護等級均為IP55，耐溫等級為H級，冷卻方式為外殼水冷式;適用于皮帶輸送機、乳化液泵站、轉(zhuǎn)載機、刮板輸送機及其他煤礦井下與電動機相匹配且連接尺寸相符合的設(shè)備。
3、變頻調(diào)速一體機電氣系統(tǒng)主要組成部分
變頻調(diào)速一體機電氣系統(tǒng)主要由變頻部分和電動機部分組成，其中變頻部分又分為主回路、主控器、驅(qū)動單元、顯示屏。
3.1主回路
YJVFT-450M-4采用十二脈沖整流(需兩組相位差為30°的1140V、50Hz的電源供電)。變頻器為交-直-交、電壓型變頻器。電源經(jīng)接觸器、電抗器后又經(jīng)過整流，成為直流，在直流支撐電容濾波穩(wěn)壓后，再經(jīng)過IGBT組成的逆變電路，將直流電逆變成頻率可調(diào)的交流電(即VVVF電源)。
3.2主控器
主控器是變頻部分的心臟，各種信息的處理、控制以及指令的發(fā)送都是由它來完成。它采集大部分實時信號，經(jīng)過運算后產(chǎn)生IGBT的驅(qū)動信號，一方面通過光纖與驅(qū)動單元完成數(shù)據(jù)交換;另一方面把變頻器的各種信息處理后送到顯示屏顯示，并且接收外部操作指令控制一體機運行。
3.3驅(qū)動單元
驅(qū)動單元接收主控器的IGBT出發(fā)指令，經(jīng)放大后，生產(chǎn)PWM信號，通過光纖控制IGBT導(dǎo)通和關(guān)閉時間。同時還進行電流、電壓及溫度等變量信息的預(yù)處理，可以對IGBT進行最短時間的保護。
3.4顯示屏
一體機裝有高耐溫的LED顯示屏，通過通訊線接收主控器發(fā)送的實時信息并顯示出來。一體機正常工作時，顯示電壓、電流、功率和轉(zhuǎn)速等實時參數(shù)，當(dāng)一體機報故障，采取保護動作時，顯示準確故障信息。
3.5外部循環(huán)水冷系統(tǒng)
本系統(tǒng)根據(jù)用戶實際工況有兩種配置：一種為使用外部循環(huán)水泵、水箱等構(gòu)成的閉環(huán)冷卻系統(tǒng);另一種為用戶不使用水箱時，直接由供水管路經(jīng)減壓閥向變頻器提供冷卻水，出水采用開放式直接排出，采用此方式時供水壓力不得大于3MPa。
3.6變頻單元附屬電路
附屬電路包括變頻器操作、控制及保護電路，主要由直流接觸器、控制變壓器、輸入輸出電路組成。
4、變頻調(diào)速一體機的應(yīng)用
143下04工作面刮板輸送機采用變頻調(diào)速一體機驅(qū)動，供電電壓為1140V，額定電流416.4A。由變電站的2臺1250kVA變壓器(2#和3#變壓器)輸出4路1140V電源電壓通過3*95mm2電纜(A#、B#、C#、D#)給2臺9組合開關(guān)(Ⅰ和Ⅱ)供電。再從2臺9組合開關(guān)輸出4路電通過3*70mm2電纜分別給機頭機尾變頻調(diào)速一體機供電。通過九組合開關(guān)控制變頻一體機電源的通斷，配合使用CXJ127S礦用隔爆兼本質(zhì)安全型刮板輸送機操作箱，實現(xiàn)對一體機的故障、溫度和通訊狀態(tài)的監(jiān)測以及啟?？刂疲瑱z修或進入運輸機停電時，要對運輸機4路隔離開關(guān)全部停電閉鎖。
第一，刮板輸送機實現(xiàn)了變頻啟動，使得運輸機鏈條磨損減小，沒有瞬間啟動到較大的速度，鏈條減少了沖擊力，從而延長了鏈條、聯(lián)接環(huán)的使用壽命。同時啟動時間可以按照自身的使用情況以及配合煤量適當(dāng)進行調(diào)節(jié)。
第二，由于啟動平緩，在機械傳動方面也減少磨損，對輪皮子磨損較小，對于刮板、鏈條及連接環(huán)的磨損較小，減少了斷鏈子事故，連接環(huán)也減少了更換次數(shù)，同時平緩啟動也降低了機械傳動的噪音。
第三，配合使用礦用隔爆兼本質(zhì)安全型刮板輸送機操作箱，即為一個監(jiān)測、控制的操作箱，可以方便直觀地觀察運輸機的狀態(tài)以及方便查詢故障，并可以改變一些參數(shù)，從而實現(xiàn)機頭、機尾單電機啟動或反轉(zhuǎn)。第四，刮板輸送機使用了變頻技術(shù)，也在很大程度上降低了能耗，減少了電能消耗。
5、結(jié)語
變頻調(diào)速一體機使用較以前的工頻電機更為方便、耐用、低耗，但也存在不足，供電系統(tǒng)比較繁瑣，由于額定電流416.4A，組合開關(guān)的單個隔離開關(guān)，額定電流滿足不了這么大電流，所以用兩個隔離開關(guān)帶一臺電機，同時電纜也承受不了這么大電流，所以從變壓器分兩路電纜給一臺運輸機變頻電機供電，兩臺電機使用四路電纜供電，電纜使用較多。由于變頻控制必須防止電磁干擾，所以控制線未抗干擾較強的電纜，由于從電站至運輸機頭，再由運輸機機頭至運輸機尾，通信路線上電纜容易受擠、刮，受傷后重新接上的抗干擾能力下降。這些不足的解決將會更加有效地為煤礦生產(chǎn)服務(wù)，不斷提高煤礦生產(chǎn)效率。
