淺談變頻器在帶式輸送機中的應(yīng)用

劉進濤

摘 要：隨著生產(chǎn)的需要，帶式輸送機的運輸長度、貨物重量逐年增加，用戶對輸送機的性能要求越來越高。為了保證運輸飛機的高效運行，減少對機械和電網(wǎng)的影響，實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的雙贏，對企業(yè)進行全面升級的帶式輸送機。把變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用到了帶式運輸機中，減輕了運輸負(fù)擔(dān)，提高了經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù)；帶式運輸機；PLC節(jié)能

1 帶式輸送機的運行現(xiàn)狀

在帶式輸送機中，帶是一個彈性體在靜態(tài)或運行時在大型磁帶機上可以在帶式輸送機的啟動過程中獲利，如果不加入軟啟動裝置，磁帶儲存能量將很快釋放，并迅速形成張力波沿帶傳動帶的帶式輸送帶。太多的緊張是很容易導(dǎo)致磁帶被撕裂。因此，“煤礦安全條例”規(guī)定，帶式輸送機必須配備一個軟啟動裝置。

目前煤礦使用的軟啟動裝置是液力偶合器或CST，但通常只運行在發(fā)電狀態(tài)，沒有使用變頻技術(shù)。不使用電機軟啟動和軟停止，起動電流大，一般4-7倍額定電流的電機，起動電流會在起動的機械應(yīng)力和熱的變化引起的運動過程的強烈沖擊的時候，造成了嚴(yán)重的破壞甚至磨損的機械零件，并也會引起電網(wǎng)電壓下降，影響電網(wǎng)其它設(shè)備的正常運行。有磁帶的磨損和維護等問題，將給企業(yè)帶來很多的損失，這不符合節(jié)能社會創(chuàng)造的要求。

2 帶式運輸機的結(jié)構(gòu)特點

了解帶式輸送機是已知的，運輸飛機的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，布局的寬度大，需要維修的零件，能源消耗比較高。該驅(qū)動裝置主要由電機、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器、制動器、減速器和滾輪組成。在帶式輸送機變頻技術(shù)可以減少驅(qū)動裝置空間的布局，而且還使設(shè)備實現(xiàn)軟啟動，使運輸飛機的速度與貨物的重量交付。這不僅提高了運輸效率，降低了功耗，從而節(jié)約了成本。

3 變頻器在帶式輸送中的應(yīng)用

3.1 現(xiàn)代化帶式輸送機的應(yīng)用要求

帶式輸送機裝料起動時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩很大，要求電機驅(qū)動裝置輸出起動轉(zhuǎn)矩也足夠大，才能保證能使帶式輸送機順利起動。雙滾筒分別驅(qū)動帶式輸送機需要由兩臺電機驅(qū)動，需要保證這兩臺電機輸出功率相同，即功率均衡，避免電機之間輸出功率不同，使出力大的電機出現(xiàn)過載或過流故障。如果帶式輸送機用于向下運輸，則需要考慮制動問題。如果帶式輸送機使用的環(huán)境是在煤礦井下，則需要考慮使用防爆型的驅(qū)動裝置。

3.2 PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

為了保證帶式輸送機的運行，實現(xiàn)了對帶式輸送機的調(diào)速控制。我們可以利用可編程控制器對皮帶機部分進行變頻調(diào)速，通過可編程控制器的主機、皮帶秤稱重系統(tǒng)和變頻器通信來達到控制運行速度的目的。

采用PLC控制技術(shù)具有以下優(yōu)點：

1）具有遠控、近控控制方式；

2）具有集控、就地、檢修、調(diào)試、閉鎖工作方式；遵循“順煤流停車、逆煤流起車”原則控制皮帶機、給煤機等設(shè)備的起停；

3）選用進口品牌可編程序控制器（PLC）作為控制核心，充分保證可靠性、實時性；

4）靈活配置的輸入輸出接口可直接控制外部設(shè)備，也可通過ModBus-RTU或ProfiBus-DP接口，實現(xiàn)分布式控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程采集和遠程控制；

5）保護功能齊全，具有沿線急停、沿線閉鎖、跑偏、堆煤、打滑（超速）、煙霧、超溫、灑水、斷帶、縱撕、煤位，以及電機繞組和軸承超溫等保護；

6）可實現(xiàn)起動預(yù)警、閉鎖報警、故障報警以及各種保護報警的語音報警提示，報警時長可設(shè)定；

7）快開門結(jié)構(gòu)使得調(diào)試、維護工作更具效率；

8）具有Ethernet光口，易于連接全礦綜合自動化系統(tǒng)、其它子系統(tǒng)和智能設(shè)備。

4 變頻器在帶式輸送機中的應(yīng)用優(yōu)勢

1）可控啟動和停止，減少機械沖擊；變頻調(diào)速可以從零速度迅速啟動輸送帶，并可以根據(jù)光滑均勻加速用戶的實際需要調(diào)節(jié)，速度可根據(jù)需要任意選擇，可以設(shè)置為線性加速度，也可以設(shè)置根據(jù)一定的規(guī)則自動變速或加速。因此，它可以減少在過去的機械沖擊的影響，從而提高設(shè)備的使用壽命。

2）調(diào)速范圍寬，能滿足各種要求；電動機的轉(zhuǎn)速n=60f基本公式（S）/ P，N和F的頻率速度成正比，也就是改變f的頻率可以改變電機轉(zhuǎn)速n，當(dāng)頻率為0 ～ 55hz的變化，電機的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍將明顯增加。由于變頻器的頻率范圍較大，所以變頻調(diào)速裝置對調(diào)速電機的調(diào)速范圍更廣，能更好的滿足帶式輸送機運行的各種速度要求。

3）高精度控制，功率平衡好；目前煤礦井下環(huán)境非常惡劣，傳統(tǒng)的方式開始一些大功率電機，非常困難。電壓和功率損耗較大，也不能保證設(shè)備的正常運行，變頻器和帶式輸送機主要用于無速度傳感器矢量控制方法，采用變頻調(diào)速控制方式可分別磁鏈和轉(zhuǎn)矩的電機電流檢測、控制、電壓和頻率的自動變化檢測相同的值的指令值與實際，變頻調(diào)速的控制方法大大提高了帶式輸送機的靜態(tài)和動態(tài)性能的準(zhǔn)確性，大大提高了控制精度和功率平衡。

4）可逆操作簡單，制動可靠；通過改變逆變器輸出電壓的相位序列可在電動機變頻調(diào)速實現(xiàn)實現(xiàn)帶式輸送機控制的可逆運行，可逆的操作非常簡單，克服了復(fù)雜的運行模式；變頻控制技術(shù)在同一時間的四象限運行，自動能量回饋技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，負(fù)電源操作，系統(tǒng)自動進入制動狀態(tài)，帶式輸送機運行更可靠。可以看出，理論上的頻率控制可以更好地滿足帶式輸送機的特殊要求，在一些實際應(yīng)用中得到了證實。

5 小結(jié)

實踐證明，變頻調(diào)速裝置對長距離帶式輸送機電機控制具有顯著的經(jīng)濟效益，是一種理想的調(diào)速控制方式。它不僅滿足了生產(chǎn)安全的需要，克服了交流電機直接起動的缺點，而且提高了設(shè)備的效率，降低了設(shè)備的維修成本，直接和間接的經(jīng)濟效益十分明顯。

此外，交流變頻調(diào)速技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善環(huán)境，提高電機性能，促進技術(shù)進步的主要手段之一。變頻調(diào)速以其優(yōu)良的速度和制動性能、高效率、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，應(yīng)用范圍廣等諸多優(yōu)點，被公認(rèn)為最有前途的方式。

參考文獻：

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