摘 要：采用高壓變頻器驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī),是礦井提高皮帶壽命、安全可靠性的重要手段。本文通過(guò)對(duì)液力耦合器與變頻器在皮帶機(jī)應(yīng)用的比較,結(jié)合越南某煤礦的皮帶變頻改造現(xiàn)場(chǎng),介紹皮帶機(jī)系統(tǒng)變頻改造相關(guān)技術(shù),以及高壓變頻器在皮帶機(jī)系統(tǒng)上的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞：皮帶機(jī) Goodrive5000高壓變頻器 矢量技術(shù) 主從控制 功率均衡
1.引言
皮帶機(jī)在煤礦的使用非常普遍。皮帶機(jī)上的皮帶是一個(gè)彈性體，因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，大功率皮帶機(jī)必須加設(shè)軟啟動(dòng)裝置。目前煤礦采用的軟啟動(dòng)裝置絕大部分是液力耦合器。還有使用CsST的（集變速箱，耦合器，電液控制為一體）。液力耦合器（液耦）雖然能部分解決皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)問(wèn)題，但還是存在維護(hù)工作量大，能耗高，對(duì)皮帶強(qiáng)度要求高等弊端。隨著高壓變頻技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)液耦的位置。
2.皮帶機(jī)工作原理和特點(diǎn)
皮帶機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運(yùn)動(dòng)，皮帶通過(guò)張力變形和摩擦力帶動(dòng)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)，皮帶是彈性儲(chǔ)能材料，在皮帶機(jī)停止和運(yùn)行時(shí)都儲(chǔ)存有大量勢(shì)能，這就決定了皮帶機(jī)的啟動(dòng)應(yīng)該采用軟啟動(dòng)的方式。目前煤礦采用的軟啟動(dòng)裝置絕大部分是液力耦合器，通過(guò)市場(chǎng)調(diào)查和用戶的反饋，液力耦合器在驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)時(shí)的種種弊端已暴露無(wú)遺，液力耦合器正逐步的被高壓變頻器所取代。
3.液力耦合器與變頻器驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)的優(yōu)劣點(diǎn)
3.1傳統(tǒng)液耦存在的弊端
●采用液耦，電動(dòng)機(jī)必須先空載啟動(dòng)。工頻啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流很大，為電動(dòng)機(jī)額定電流的4～7倍。啟動(dòng)瞬間電流會(huì)在啟動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生沖擊，引起電動(dòng)機(jī)內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力發(fā)生變化，對(duì)機(jī)械部分造成嚴(yán)重磨損甚至損壞。同時(shí)還將引起電網(wǎng)電壓的下降，影響到電網(wǎng)內(nèi)其他設(shè)備的正常運(yùn)行，因此，大容量的皮帶機(jī)還必須附加電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)設(shè)備。如：水電阻；
●液耦長(zhǎng)時(shí)間工作時(shí)會(huì)引起液體溫度升高，熔化金合塞，還會(huì)引起漏液，增大維護(hù)工作量，污染環(huán)境；
●采用液耦時(shí)皮帶機(jī)的加載時(shí)間較短，容易引起皮帶張力變化，因此對(duì)皮帶帶強(qiáng)度要求較高；
●一般的皮帶機(jī)都是長(zhǎng)距離大運(yùn)量，通常都是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用液耦驅(qū)動(dòng)很難解決多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡問(wèn)題。
3.2采用高壓變頻器對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)
●真正實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)軟啟動(dòng)
--通過(guò)電機(jī)慢速啟動(dòng)帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢啟動(dòng)，將膠帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，可將輸送機(jī)啟停時(shí)產(chǎn)生的沖擊減至最小，幾乎對(duì)膠帶不造成損害；
●降低膠帶帶強(qiáng)
--由于變頻器啟動(dòng)時(shí)間可以在1～3600s內(nèi)調(diào)整，皮帶機(jī)啟動(dòng)時(shí)間通常在60～200s內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定。啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)大大降低對(duì)帶強(qiáng)的要求，減少設(shè)備初期投資。實(shí)際應(yīng)用中，由于降低了啟動(dòng)沖擊，機(jī)械系統(tǒng)的損耗也隨之降低，尤其托輥及滾筒壽命大大延長(zhǎng)；
●實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩平衡
--應(yīng)用變頻器對(duì)皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)可以采用一拖一控制，多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)采用主從或協(xié)調(diào)柜控制方式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩平衡；
●驗(yàn)帶功能
--低速驗(yàn)帶功能是皮帶機(jī)檢修的要求。變頻調(diào)速系統(tǒng)為無(wú)極調(diào)速的交流傳動(dòng)系統(tǒng)，在空載驗(yàn)帶狀態(tài)下可調(diào)整0～100%額定帶速范圍內(nèi)的任意帶速；
●平穩(wěn)的重載啟動(dòng)
--變頻器低頻運(yùn)轉(zhuǎn)可輸出2.2倍額定力矩，適于重載啟動(dòng)；
●自動(dòng)調(diào)速
--變頻器配合煤流傳感器可以根據(jù)負(fù)載輕重自動(dòng)調(diào)節(jié)膠帶速度，節(jié)電的同時(shí)還減少了膠帶的磨損；
●節(jié)能
--對(duì)應(yīng)于煤礦的特殊生產(chǎn)條件，有時(shí)，煤的產(chǎn)量是極不均勻的，當(dāng)然皮帶機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)煤量也是不均勻的，在負(fù)載輕或無(wú)負(fù)載時(shí)，皮帶機(jī)系統(tǒng)的高速運(yùn)行對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的磨損浪費(fèi)較為嚴(yán)重，同時(shí)電能消耗也較低速運(yùn)行大的多，但因生產(chǎn)的需要皮帶機(jī)系統(tǒng)又不能隨時(shí)停車，采用單獨(dú)的控制系統(tǒng)對(duì)前級(jí)運(yùn)輸系統(tǒng)的載荷、本機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)的載荷進(jìn)行分別測(cè)量，這樣可控制變頻器降速或提前升速。對(duì)于載荷不均的皮帶機(jī)系統(tǒng)，可節(jié)約電能、降低皮帶的磨損。
4.用戶現(xiàn)場(chǎng)介紹
越南該煤礦位于越南廣寧省，隸屬于越南政府企業(yè)，該煤礦皮帶機(jī)參數(shù)如下表：
現(xiàn)場(chǎng)圖片如下:
現(xiàn)場(chǎng)圖片
電機(jī)和齒輪減速器（減速比1:50）
滾筒
英威騰高壓變頻器
出煤圖
5.結(jié)束語(yǔ)
皮帶機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用英威騰生產(chǎn)的GD5000系列高壓變頻器，不但提高了生產(chǎn)效率和系統(tǒng)的綜合可靠性，降低了能耗，而且達(dá)到了現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、運(yùn)行性能安全良好的效果。實(shí)踐證明，利用技術(shù)先進(jìn)、成熟安全的高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)可以全面實(shí)現(xiàn)高效調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)工況，提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度，節(jié)約電能的目的。使用高壓變頻器可以大大降低現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量，帶來(lái)可觀的效益，切實(shí)響應(yīng)國(guó)家節(jié)能降耗的號(hào)召，值得大力推廣。
