摘 要：采用高壓變頻器驅動帶式輸送機,是礦井提高皮帶壽命、安全可靠性的重要手段。本文通過對液力耦合器與變頻器在皮帶機應用的比較,結合越南某煤礦的皮帶變頻改造現(xiàn)場,介紹皮帶機系統(tǒng)變頻改造相關技術,以及高壓變頻器在皮帶機系統(tǒng)上的應用情況。
關鍵詞：皮帶機 Goodrive5000高壓變頻器 矢量技術 主從控制 功率均衡
1.引言
皮帶機在煤礦的使用非常普遍。皮帶機上的皮帶是一個彈性體，因此，《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，大功率皮帶機必須加設軟啟動裝置。目前煤礦采用的軟啟動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的軟啟動問題，但還是存在維護工作量大，能耗高，對皮帶強度要求高等弊端。隨著高壓變頻技術的不斷進步和完善，已經逐步取代傳統(tǒng)液耦的位置。
2.皮帶機工作原理和特點
皮帶機通過驅動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運動，皮帶通過張力變形和摩擦力帶動物體在支撐輥輪上運動，皮帶是彈性儲能材料，在皮帶機停止和運行時都儲存有大量勢能，這就決定了皮帶機的啟動應該采用軟啟動的方式。目前煤礦采用的軟啟動裝置絕大部分是液力耦合器，通過市場調查和用戶的反饋，液力耦合器在驅動皮帶機時的種種弊端已暴露無遺，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動皮帶機的優(yōu)劣點
3.1傳統(tǒng)液耦存在的弊端
●采用液耦，電動機必須先空載啟動。工頻啟動時，啟動電流很大，為電動機額定電流的4～7倍。啟動瞬間電流會在啟動過程中產生沖擊，引起電動機內部機械應力和熱應力發(fā)生變化，對機械部分造成嚴重磨損甚至損壞。同時還將引起電網電壓的下降，影響到電網內其他設備的正常運行，因此，大容量的皮帶機還必須附加電動機軟啟動設備。如：水電阻；
●液耦長時間工作時會引起液體溫度升高，熔化金合塞，還會引起漏液，增大維護工作量，污染環(huán)境；
●采用液耦時皮帶機的加載時間較短，容易引起皮帶張力變化，因此對皮帶帶強度要求較高；
●一般的皮帶機都是長距離大運量，通常都是多電機驅動，采用液耦驅動很難解決多電機驅動時的功率平衡問題。
3.2采用高壓變頻器對皮帶機進行驅動的優(yōu)勢
●真正實現(xiàn)皮帶機軟啟動
--通過電機慢速啟動帶動皮帶機緩慢啟動，將膠帶內部貯存的能量緩慢釋放，可將輸送機啟停時產生的沖擊減至最小，幾乎對膠帶不造成損害；
●降低膠帶帶強
--由于變頻器啟動時間可以在1～3600s內調整，皮帶機啟動時間通常在60～200s內根據(jù)現(xiàn)場情況設定。啟動時間延長大大降低對帶強的要求，減少設備初期投資。實際應用中，由于降低了啟動沖擊，機械系統(tǒng)的損耗也隨之降低，尤其托輥及滾筒壽命大大延長；
●實現(xiàn)皮帶機多電機驅動時的轉矩平衡
--應用變頻器對皮帶機驅動時可以采用一拖一控制，多電機驅動時采用主從或協(xié)調柜控制方式，實現(xiàn)轉矩平衡；
●驗帶功能
--低速驗帶功能是皮帶機檢修的要求。變頻調速系統(tǒng)為無極調速的交流傳動系統(tǒng)，在空載驗帶狀態(tài)下可調整0～100%額定帶速范圍內的任意帶速；
●平穩(wěn)的重載啟動
--變頻器低頻運轉可輸出2.2倍額定力矩，適于重載啟動；
●自動調速
--變頻器配合煤流傳感器可以根據(jù)負載輕重自動調節(jié)膠帶速度，節(jié)電的同時還減少了膠帶的磨損；
●節(jié)能
--對應于煤礦的特殊生產條件，有時，煤的產量是極不均勻的，當然皮帶機系統(tǒng)的運煤量也是不均勻的，在負載輕或無負載時，皮帶機系統(tǒng)的高速運行對機械傳動系統(tǒng)的磨損浪費較為嚴重，同時電能消耗也較低速運行大的多，但因生產的需要皮帶機系統(tǒng)又不能隨時停車，采用單獨的控制系統(tǒng)對前級運輸系統(tǒng)的載荷、本機運輸系統(tǒng)的載荷進行分別測量，這樣可控制變頻器降速或提前升速。對于載荷不均的皮帶機系統(tǒng)，可節(jié)約電能、降低皮帶的磨損。
4.用戶現(xiàn)場介紹
越南該煤礦位于越南廣寧省，隸屬于越南政府企業(yè)，該煤礦皮帶機參數(shù)如下表：
現(xiàn)場圖片如下:
現(xiàn)場圖片
電機和齒輪減速器（減速比1:50）
滾筒
英威騰高壓變頻器
出煤圖
5.結束語
皮帶機的驅動系統(tǒng)采用英威騰生產的GD5000系列高壓變頻器，不但提高了生產效率和系統(tǒng)的綜合可靠性，降低了能耗，而且達到了現(xiàn)場安裝方便、運行性能安全良好的效果。實踐證明，利用技術先進、成熟安全的高壓變頻調速系統(tǒng)可以全面實現(xiàn)高效調節(jié)現(xiàn)場工況，提高系統(tǒng)自動化程度，節(jié)約電能的目的。使用高壓變頻器可以大大降低現(xiàn)場維護量，帶來可觀的效益，切實響應國家節(jié)能降耗的號召，值得大力推廣。
