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,多采用兩臺及以上電動機(jī)來拖動一條皮帶，對多臺電機(jī)間功率平衡問題的解決，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485或CAN通訊進(jìn)行信號傳輸，分配兩臺電機(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)是通過驅(qū)動輪鼓，靠摩擦牽引皮帶來運(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(yùn)動方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動滾筒由電動機(jī)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(yùn)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(jī)停止和運(yùn)行時都儲存有大量勢能，這就決定了皮帶機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)對變頻器的控制要求

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

　　? 2.能實(shí)現(xiàn)兩臺電機(jī)的功率平衡；

　　? 3.調(diào)速范圍寬，軟啟動、軟停機(jī)性能好；

　　? 4.過載能力強(qiáng)，運(yùn)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(jī)的功率、皮帶機(jī)的角度及運(yùn)行方向，配置2臺英威騰CHV100A-01-400G-12兩象限變頻器進(jìn)行驅(qū)動。

　　為了保持兩臺電機(jī)的功率平衡，兩臺CHV100A-01-400G-12變頻器之間采用主從控制模式，設(shè)置一臺變頻器為主機(jī)，另一臺變頻器為從機(jī)，主機(jī)從機(jī)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(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計算，作為當(dāng)前設(shè)定頻率的一個調(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)行信號與從機(jī)的故障信號串聯(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：

　　1）通過電機(jī)的慢速啟動、停機(jī)帶動皮帶機(jī)緩慢啟動、停機(jī)，對皮帶不造成損害，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)了兩臺電機(jī)的功率平衡，延長了電機(jī)使用壽命；

　　3）根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，對電機(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，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；

　5. 現(xiàn)場運(yùn)行情況

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

　6. 結(jié)束語

　　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，不僅解決了兩臺電機(jī)之間的負(fù)載均衡問題，而且提高了皮帶機(jī)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。