IGBT 直接高压变频器在煤矿主井皮带机中的成功应用1 引言马脊梁矿位于大同煤田西北部边缘地带,距集团公司约 50km。井田面积 170km2，现有三个综采队主采侏罗纪 7＃，11＃和 14＃煤层,地质储量 50.7 亿 t。可采储量 29.74 亿 t。井田水文地质条件简单，瓦斯含量低，为低瓦斯矿井。矿井于 1996 年 6 月技术改造完成后，核定生产能力为 80 万 t。近年来随着企业内部管理水平的不断提升，矿井产量逐年增加。实际能力已达 360 万 t。2 改造前工作情况矿井煤流集中由高山主斜井强力胶带输送机（1996 年改造前后设备参数见表 1 送至煤厂洗选外运。该机为双滚筒三机拖动方式。现采用三台 6kV，400kW 笼形异步电机与调速型液力耦合器驱动两个主动滚筒，其中 1 号电机和 2 号电机同轴拖动卸煤滚筒。该拖动系统由于 1996 年技术改造时的先天不足而存在着严重问题。2.1 存在的严重问题（1）各液力耦合器由于工作条件苛刻,现场条件较差,使得闭环伺服系统功能丧失。导致三台耦合器内部充油压力不匀,滑差不等,传动效率不一致,造成 1 号和 2 号同轴传动系统周期性震动剧烈。成为楼板共振的主要振源。（2）机头楼层的楼板浇筑厚度为 10cm，楼层主次梁的强度及布局设计是针对改造前的拖动装置的，而现在的拖动装置由于电机功率增大。减速机体积增加，同是又增加了调速型液力耦合器，促使三台拖动装置各增加了一个联轴环节,电机距主梁距离增加了 1.5m，电机轴向中心线偏离次梁中心 0.3m，使楼层无法吸收传动机构的振波。该楼层 5 个窗户玻璃无法安装，只好全部封堵，司控室地板砖全震碎，图牌无法上墙，为减轻震动影响，在该楼层下支了 8 根 6m 长的木柱。（3）液力耦合器技术条件要求严格，工作条件苛刻，自身故障率高。2.2 由于以上三个问题的存在而又衍生出以下几个问题，这几个问题互相依赖，恶性循环（1）由于液力耦合器技术要求高，输入及输出端的联轴同轴度均不得大于 20mm，现场也很难达到要求，即使达到，也由于系统震动剧烈而又难以保持。反过来即加剧震动，又使自身轴承寿命缩短。（2）由于同轴传动的液力耦合器滑差不等，传动效率不同，使得减速机各级齿轮变差液啮合状况变差，滚动啮合过程存在着滑动，从而导致二轴及三轴齿出现疲劳片状剥蚀，高速轴轴承易损，机箱壳体研磨等，既增加自身震动烈度，又反过来影响各联轴节的同轴度。（3）由于液力耦合器因工作压力高而导致油温高，其专用水冷却器为 26...
