摘要：在煤礦的大中型皮帶機使用中，為了增加和分散受力點、皮帶伸縮方便等因素,多采用兩臺及以上電動機來拖動一條皮帶，對多臺電機間功率平衡問題的解決，關(guān)系到電機的利用率、系統(tǒng)穩(wěn)定、皮帶壽命等問題。英威騰BPJ1系列隔爆兼本安變頻器已經(jīng)成功在皮帶機上應(yīng)用主從控制技術(shù)解決了功率平衡問題。

　　關(guān)鍵詞：BPJ1   隔爆兼本安變頻器   皮帶機   功率平衡

　1. 引言

　　皮帶機，也稱帶式輸送機或膠帶輸送機。它作為一種連續(xù)動作式輸送設(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BPJ1系列隔爆兼本安變頻器已經(jīng)成功的應(yīng)用在皮帶機上，兩臺變頻器采用主從功率均衡控制模式，主機和從機之間通過485或CAN通訊進行信號傳輸，分配兩臺電機之間的負(fù)荷使其達到均勻平衡。本文將介紹兩臺BPJ1系列隔爆兼本安變頻器采用主從功率均衡模式在山西大同市某礦皮帶機上的應(yīng)用。

　2. 皮帶機的工作原理

　　圖1 皮帶機示意圖

　　皮帶機是通過驅(qū)動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶來運輸物料的機械。主要由機架、皮帶、托輥、滾筒、張緊裝置、傳動裝置等組成。

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

　3. 現(xiàn)場工況

　　皮帶是彈性儲能材料，在輸送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需要采用軟啟動的方式。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(diào)查和用戶的反饋，液力耦合器在驅(qū)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變頻器所取代。山西大同市某礦皮帶機現(xiàn)場工況如下圖示：

　　圖2 現(xiàn)場工況示意圖

　　3.1 現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)

　　3.2 皮帶機對變頻器的控制要求

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

　　? 2.能實現(xiàn)兩臺電機的功率平衡；

　　? 3.調(diào)速范圍寬，軟啟動、軟停機性能好；

　　? 4.過載能力強，運行可靠性高；

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

　4. 方案設(shè)計

　　根據(jù)兩臺電機的功率、皮帶機的角度及運行方向，配置2臺英威騰BPJ1-400/1140變頻器進行驅(qū)動。

　　為了保持兩臺電機的功率平衡，兩臺BPJ1-400/1140變頻器之間采用主從控制模式，設(shè)置一臺變頻器為主機，另一臺變頻器為從機，主機從機通過485或CAN通訊控制。具體的控制方案如下圖示：

　　圖3   主從機控制示意圖

　　在本工況中，主機和從機均采用了速度控制模式。主機將當(dāng)前運行頻率傳遞給從機，作為從機的主頻率給定；從機同時接收主機當(dāng)前輸出轉(zhuǎn)矩，并與當(dāng)前其輸出轉(zhuǎn)矩進行誤差PID計算，作為當(dāng)前設(shè)定頻率的一個調(diào)整值，最終實現(xiàn)主從機之間的同步控制和功率平衡。

　　在主從控制模式下，主機的運行信號與從機的故障信號串聯(lián)，一旦從機出現(xiàn)故障，則不允許主機運行。

　　該方案的優(yōu)勢：

　　1）通過電機的慢速啟動、停機帶動皮帶機緩慢啟動、停機，對皮帶不造成損害，真正實現(xiàn)了電皮帶機軟啟、軟停，極大降低了設(shè)備的維護檢修量；

　　2）優(yōu)異的主從控制功能，控制精度≤3%，實現(xiàn)了兩臺電機的功率平衡，延長了電機使用壽命；

　　3）根據(jù)實際生產(chǎn)情況，對電機進行調(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，滿足惡劣環(huán)境的電網(wǎng)要求；

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

　5. 現(xiàn)場運行情況

　　變頻器在現(xiàn)場的運行情況，主機、從機的運行電流波形如下圖示，兩臺變頻器運行良好，滿足現(xiàn)場的運輸要求。

　6. 結(jié)束語

　　英威騰BPJ1系列隔爆兼本安變頻器采用主從功率均衡模式在皮帶機上的成功應(yīng)用，不僅解決了兩臺電機之間的負(fù)載均衡問題，而且提高了皮帶機設(shè)備的自動化水平，加快了煤炭行業(yè)的產(chǎn)業(yè)裝備的升級。對提高煤炭行業(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。