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BPJ1系列隔爆兼本安變頻器已經(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：BPJ1隔爆兼本安變頻器皮帶機(jī)功率平衡

1.引言

皮帶機(jī)，也稱(chēng)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BPJ1系列隔爆兼本安變頻器已經(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)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(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(chēng)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(chēng)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

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

l能實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的功率平衡；

l調(diào)速范圍寬，軟啟動(dòng)、軟停機(jī)性能好；

l過(guò)載能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高；

l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BPJ1-400/1140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)BPJ1-400/1140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(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。