摘要：在煤礦的大中型皮帶機(jī)使用中，為了增加和分散受力點(diǎn)、皮帶伸縮方便等因素,多采用兩臺(tái)及以上電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)一條皮帶，對(duì)多臺(tái)電機(jī)間功率平衡問(wèn)題的解決，關(guān)系到電機(jī)的利用率、系統(tǒng)穩(wěn)定、皮帶壽命等問(wèn)題。英威騰CHV100A變頻器已經(jīng)成功在皮帶機(jī)上應(yīng)用主從控制技術(shù)解決了功率平衡問(wèn)題。

　　關(guān)鍵詞：CHV100A變頻器   皮帶機(jī)   功率平衡

　1. 引言

　　皮帶機(jī)，也稱帶式輸送機(jī)或膠帶輸送機(jī)。它作為一種連續(xù)動(dòng)作式輸送設(shè)備廣泛應(yīng)用于冶金、電力、化工等行業(yè)，在煤炭行業(yè)應(yīng)用更為廣泛。英威騰CHV100A中壓變頻器已經(jīng)成功的應(yīng)用在皮帶機(jī)上，兩臺(tái)變頻器采用主從功率均衡控制模式，主機(jī)和從機(jī)之間通過(guò)485或CAN通訊進(jìn)行信號(hào)傳輸，分配兩臺(tái)電機(jī)之間的負(fù)荷使其達(dá)到均勻平衡。本文將介紹兩臺(tái)CHV100A系列中壓變頻器采用主從功率均衡模式在山西大同市某礦皮帶機(jī)上的應(yīng)用。

　　2. 皮帶機(jī)的工作原理

　　圖1 皮帶機(jī)示意圖

　　皮帶機(jī)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪鼓，靠摩擦牽引皮帶來(lái)運(yùn)輸物料的機(jī)械。主要由機(jī)架、皮帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動(dòng)裝置等組成。

　　皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒稱為驅(qū)動(dòng)滾筒（傳動(dòng)滾筒）；另一個(gè)僅在于改變皮帶運(yùn)動(dòng)方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)，皮帶依靠驅(qū)動(dòng)滾筒與皮帶之間的摩擦力拖動(dòng)。驅(qū)動(dòng)滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動(dòng)。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動(dòng)的輸送帶上，依靠輸送帶摩擦帶動(dòng)運(yùn)送到卸料端卸出。

　3. 現(xiàn)場(chǎng)工況

　　皮帶是彈性儲(chǔ)能材料，在輸送機(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)需要采用軟啟動(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變頻器所取代。山西大同市某礦皮帶機(jī)現(xiàn)場(chǎng)工況如下圖示：

　　圖2 現(xiàn)場(chǎng)工況示意圖

　　3.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)

　　3.2 皮帶機(jī)對(duì)變頻器的控制要求

　　? 1.優(yōu)異低頻轉(zhuǎn)矩特性，能實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)；

　　? 2.能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的功率平衡；

　　? 3.調(diào)速范圍寬，軟啟動(dòng)、軟停機(jī)性能好；

　　? 4.過(guò)載能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高；

　　? 5.當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，能自動(dòng)保持輸出電壓恒定；

　4. 方案設(shè)計(jì)

　　根據(jù)兩臺(tái)電機(jī)的功率、皮帶機(jī)的角度及運(yùn)行方向，配置2臺(tái)英威騰CHV100A-01-400G-12兩象限變頻器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

　　為了保持兩臺(tái)電機(jī)的功率平衡，兩臺(tái)CHV100A-01-400G-12變頻器之間采用主從控制模式，設(shè)置一臺(tái)變頻器為主機(jī)，另一臺(tái)變頻器為從機(jī)，主機(jī)從機(jī)通過(guò)485或CAN通訊控制。具體的控制方案如下圖示：

　　圖3   主從機(jī)控制示意圖

　　在本工況中，主機(jī)和從機(jī)均采用了速度控制模式。主機(jī)將當(dāng)前運(yùn)行頻率傳遞給從機(jī)，作為從機(jī)的主頻率給定；從機(jī)同時(shí)接收主機(jī)當(dāng)前輸出轉(zhuǎn)矩，并與當(dāng)前其輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行誤差PID計(jì)算，作為當(dāng)前設(shè)定頻率的一個(gè)調(diào)整值，最終實(shí)現(xiàn)主從機(jī)之間的同步控制和功率平衡。

　　在主從控制模式下，主機(jī)的運(yùn)行信號(hào)與從機(jī)的故障信號(hào)串聯(lián)，一旦從機(jī)出現(xiàn)故障，則不允許主機(jī)運(yùn)行。

　　該方案的優(yōu)勢(shì)：

　　1）通過(guò)電機(jī)的慢速啟動(dòng)、停機(jī)帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢啟動(dòng)、停機(jī)，對(duì)皮帶不造成損害，真正實(shí)現(xiàn)了電皮帶機(jī)軟啟、軟停，極大降低了設(shè)備的維護(hù)檢修量；

　　2）優(yōu)異的主從控制功能，控制精度≤3%，實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)電機(jī)的功率平衡，延長(zhǎng)了電機(jī)使用壽命；

　　3）根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，節(jié)能效果明顯；

　　4）輸入電源電壓AC1140V±15%的寬電網(wǎng)設(shè)計(jì)，滿足惡劣環(huán)境的電網(wǎng)要求；

　　5）變頻器低頻運(yùn)轉(zhuǎn)可輸出1.8倍額定轉(zhuǎn)矩，適于重載啟動(dòng)；

　5. 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況

　　變頻器在現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，主機(jī)、從機(jī)的運(yùn)行電流波形如下圖示，兩臺(tái)變頻器運(yùn)行良好，滿足現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸要求。

　6. 結(jié)束語(yǔ)

　　英威騰CHV100A中壓變頻器采用主從功率均衡模式在皮帶機(jī)上的成功應(yīng)用，不僅解決了兩臺(tái)電機(jī)之間的負(fù)載均衡問(wèn)題，而且提高了皮帶機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化水平，加快了煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)裝備的升級(jí)。對(duì)提高煤炭行業(yè)的產(chǎn)能，保證煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)都起到了非常積極的作用。值得大力推廣。