淺談變頻器在帶式輸送機中的應用

劉進濤

摘 要：隨著生產的需要，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，減少對機械和電網的影響，實現經濟效益和社會效益的雙贏，對企業進行全面升級的帶式輸送機。把變頻調速技術應用到了帶式運輸機中，減輕了運輸負擔，提高了經濟效益。

關鍵詞：變頻調速技術；帶式運輸機；PLC節能

1 帶式輸送機的運行現狀

在帶式輸送機中，帶是一個彈性體在靜態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致磁帶被撕裂。因此，“煤礦安全條例”規定，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，但通常只運行在發電狀態，沒有使用變頻技術。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，造成了嚴重的破壞甚至磨損的機械零件，并也會引起電網電壓下降，影響電網其它設備的正常運行。有磁帶的磨損和維護等問題，將給企業帶來很多的損失，這不符合節能社會創造的要求。

2 帶式運輸機的結構特點

了解帶式輸送機是已知的，運輸飛機的結構是復雜的，布局的寬度大，需要維修的零件，能源消耗比較高。該驅動裝置主要由電機、聯軸器、聯軸器、制動器、減速器和滾輪組成。在帶式輸送機變頻技術可以減少驅動裝置空間的布局，而且還使設備實現軟啟動，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，從而節約了成本。

3 變頻器在帶式輸送中的應用

3.1 現代化帶式輸送機的應用要求

帶式輸送機裝料起動時，負載轉矩很大，要求電機驅動裝置輸出起動轉矩也足夠大，才能保證能使帶式輸送機順利起動。雙滾筒分別驅動帶式輸送機需要由兩臺電機驅動，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境是在煤礦井下，則需要考慮使用防爆型的驅動裝置。

3.2 PLC控制技術的應用

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

采用PLC控制技術具有以下優點：

1）具有遠控、近控控制方式；

2）具有集控、就地、檢修、調試、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備，也可通過ModBus-RTU或ProfiBus-DP接口，實現分布式控制，實現數據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）可實現起動預警、閉鎖報警、故障報警以及各種保護報警的語音報警提示，報警時長可設定；

7）快開門結構使得調試、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、其它子系統和智能設備。

4 變頻器在帶式輸送機中的應用優勢

1）可控啟動和停止，減少機械沖擊；變頻調速可以從零速度迅速啟動輸送帶，并可以根據光滑均勻加速用戶的實際需要調節，速度可根據需要任意選擇，可以設置為線性加速度，也可以設置根據一定的規則自動變速或加速。因此，它可以減少在過去的機械沖擊的影響，從而提高設備的使用壽命。

2）調速范圍寬，能滿足各種要求；電動機的轉速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速n，當頻率為0 ～ 55hz的變化，電機的轉速調節范圍將明顯增加。由于變頻器的頻率范圍較大，所以變頻調速裝置對調速電機的調速范圍更廣，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；目前煤礦井下環境非常惡劣，傳統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，采用變頻調速控制方式可分別磁鏈和轉矩的電機電流檢測、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，變頻調速的控制方法大大提高了帶式輸送機的靜態和動態性能的準確性，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速實現實現帶式輸送機控制的可逆運行，可逆的操作非常簡單，克服了復雜的運行模式；變頻控制技術在同一時間的四象限運行，自動能量回饋技術已經相當成熟，負電源操作，系統自動進入制動狀態，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，在一些實際應用中得到了證實。

5 小結

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

此外，交流變頻調速技術是提高產品質量，改善環境，提高電機性能，促進技術進步的主要手段之一。變頻調速以其優良的速度和制動性能、高效率、高功率因數和節電效果，應用范圍廣等諸多優點，被公認為最有前途的方式。

參考文獻：

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