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摘要根据带式输送机的启动特性，对软启动过程进行了分析，介绍了变频器在东滩煤矿东翼皮带机软启动中的应用。
关键词变频器带式输送机软启动
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0081-02
带式输送机由于运输量大，连续性强，工作效率高，维护简单等特点，已经成为了现代化大型煤矿主煤流系统的重要设备。随着煤矿产量的不断提高，原煤运输战线不断延长，带式输送机也朝着运量大、距离长、带速高的方向发展，软启动对于带式输送机越来越重要。目前，带式输送机软启动技术多种多样，比较典型的有：调速型液力耦合器、可控软起动装置（CST）、液粘软启动装置、交直流变频器装置。井下带式输送机对软启动技术的要求是：①系统简单，起动特性好，启动转矩大；②易于形成防爆结构；③工作可靠，维护量小；④价格适中。直流电机因不宜形成防爆结构而未能应用于井下；CST的维护量及维护要求复杂，同时价格较高，因此煤矿井下应用较少；采用无速度传感器矢量控制的防爆变频器，将成为煤矿符合井下带式输送机软启动要求且价格适中的理想拖动设备。
1带式输送机简介
带式输送机又被称作胶带输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，主要由机架、胶带、托辊、滚筒、张紧装置、驱动装置等组成。胶带根据摩擦传动原理而运动，它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。适用于输送堆积密度小于1.67 t/m3，易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。广泛应用于矿山、港口、机械制造、食品等行业。带式输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。
2变频技术简介
随着科学技术的不断进步，以及人们对电机控制要求的提高，变频技术的使用越来越广泛，无论是工业设备上还是家用电器上都有变频技术的应用。变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电源频率的电气设备。变频器主要由主回路和控制回路组成，主回路包括整流部分、滤波回路、逆变部分，控制回路包括控制单元、驱动单元、检测单元、微处理单元。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据控制要求来提供电源电压，进而达到调速、节能的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如超温、过流、过压保护等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
通常，变频器首先要把三相或单相交流电变换为直流电，然后再把直流电变换为三相或单相交流电。变频器同时改变输出频率和电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获取较大的启动转矩，即变频器可以重载启动。
变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域。
3变频器在东滩煤矿东翼皮带机软启动中的应用
3.1 皮带机主要技术参数
东滩煤矿东翼皮带机，担负着该矿东翼一采区、三采区及北翼14采扩大区的原煤运输任务，运输距离L=3400 m，带速V=3.15 m/s，运输能力为Q=1650 t/h，巷道角度：0°（基本水平），张紧方式采用机头液压马达张紧装置。电机功率：7×250 kW，机头5台电机，机尾2台电机，功率配比为2:2：1:2。
3.2 变频器主要技术参数
1）输入电源电压AC1140V，频率50 Hz；电压范围-15%～+10%；频率允许波动范围±2.5%。
2）输出频率范围0～50 Hz，并且连续可调。
3）过载能力1.5IN二分钟，2IN一分钟。
4）额定工作电流时的功率因数COSΦ＞0.98。
5）低频运转时，有自动转矩提升功能，能保证100%的额定转矩。
6）变频器设有欠压、过压、过流、过载，功率元件过热和电机缺相等保护，配用故障记忆功能，能保留最近20次故障的功能代码和最后一次故障的参数。
隔爆变频器的控制及主回路器件全部选用德国SIEMENS器件，控制技术采用德国西门子公司专为井下大功率恒转矩负载设计的矢量控制技术；主回路系统IGBT为德国西门子公司EUPEC分公司3300VDC/400A模块2并联（最大工作能力可达355 kW），启动转矩为额定转矩的2倍。
3.3 较好的软启动、软停车特性
软启动、软停车特性是带式输送机驱动系统的首选目标。皮带本身是一个弹性体，在运输物料运行时又具备极大的惯性，带式输送机启动加速度与停车减速度的值越大，在皮带上储存的能量就越大，而释放这些能量就会对输送机机械系统产生极大的冲击。该变频器的启动、停止时间是任意可调的，也就是说启动时的加速度和停车时的减速度任意可调，同时为了平稳起动、停车，还可匹配其具备的S型加、减速时间，这样可将带式输送机起、停时产生的冲击力减少至最小程度[1]。
3.4 平稳的重载启动特性
带式输送机在运转过程中任何时间都可能立即停车并重新启动，所以必须考虑重载停车、启动的工况。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5～2倍额定转矩，因此最适合重载起动停车、启动的工况。重载起动特性见右图。
3.5 速度可调的验带功能
东滩煤矿的原煤运输系统多以带式输送机为主，运输系统日常检修、维护的工作主要是带式输送机的检修、维护，低速验带功能极大地方便了检修人员对皮带破损情况的查找工作。变频调速系统为无级调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作在5%～100%额定带速范围内的任意带速，并且可以长期工作。
4结束语
通过变频器在东滩煤矿东翼皮带机这几年的运转情况来看，该系统很好地实现了带式输送机平稳启动、停车的问题，为矿井安全生产作出了巨大的贡献。
参考文献
[1]唐山开诚电控设备集团有限公司.山东兖矿集团东滩皮带变频方案.2010.
关键词变频器带式输送机软启动
中图分类号：TD528 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）11-0081-02
带式输送机由于运输量大，连续性强，工作效率高，维护简单等特点，已经成为了现代化大型煤矿主煤流系统的重要设备。随着煤矿产量的不断提高，原煤运输战线不断延长，带式输送机也朝着运量大、距离长、带速高的方向发展，软启动对于带式输送机越来越重要。目前，带式输送机软启动技术多种多样，比较典型的有：调速型液力耦合器、可控软起动装置（CST）、液粘软启动装置、交直流变频器装置。井下带式输送机对软启动技术的要求是：①系统简单，起动特性好，启动转矩大；②易于形成防爆结构；③工作可靠，维护量小；④价格适中。直流电机因不宜形成防爆结构而未能应用于井下；CST的维护量及维护要求复杂，同时价格较高，因此煤矿井下应用较少；采用无速度传感器矢量控制的防爆变频器，将成为煤矿符合井下带式输送机软启动要求且价格适中的理想拖动设备。
1带式输送机简介
带式输送机又被称作胶带输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，主要由机架、胶带、托辊、滚筒、张紧装置、驱动装置等组成。胶带根据摩擦传动原理而运动，它可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。适用于输送堆积密度小于1.67 t/m3，易于掏取的粉状、粒状、小块状的低磨琢性物料及袋装物料，如煤、碎石、砂、水泥、化肥、粮食等。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。广泛应用于矿山、港口、机械制造、食品等行业。带式输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。
2变频技术简介
随着科学技术的不断进步，以及人们对电机控制要求的提高，变频技术的使用越来越广泛，无论是工业设备上还是家用电器上都有变频技术的应用。变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电源频率的电气设备。变频器主要由主回路和控制回路组成，主回路包括整流部分、滤波回路、逆变部分，控制回路包括控制单元、驱动单元、检测单元、微处理单元。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据控制要求来提供电源电压，进而达到调速、节能的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如超温、过流、过压保护等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。
通常，变频器首先要把三相或单相交流电变换为直流电，然后再把直流电变换为三相或单相交流电。变频器同时改变输出频率和电压，也就是改变了电机运行曲线上的n0，使电机运行曲线平行下移。因此变频器可以使电机以较小的启动电流，获取较大的启动转矩，即变频器可以重载启动。
变频器具有调压、调频、稳压、调速等基本功能，应用了现代的科学技术，价格昂贵但性能良好，内部结构复杂但使用简单，所以不只是用于启动电动机，而是广泛的应用到各个领域。
3变频器在东滩煤矿东翼皮带机软启动中的应用
3.1 皮带机主要技术参数
东滩煤矿东翼皮带机，担负着该矿东翼一采区、三采区及北翼14采扩大区的原煤运输任务，运输距离L=3400 m，带速V=3.15 m/s，运输能力为Q=1650 t/h，巷道角度：0°（基本水平），张紧方式采用机头液压马达张紧装置。电机功率：7×250 kW，机头5台电机，机尾2台电机，功率配比为2:2：1:2。
3.2 变频器主要技术参数
1）输入电源电压AC1140V，频率50 Hz；电压范围-15%～+10%；频率允许波动范围±2.5%。
2）输出频率范围0～50 Hz，并且连续可调。
3）过载能力1.5IN二分钟，2IN一分钟。
4）额定工作电流时的功率因数COSΦ＞0.98。
5）低频运转时，有自动转矩提升功能，能保证100%的额定转矩。
6）变频器设有欠压、过压、过流、过载，功率元件过热和电机缺相等保护，配用故障记忆功能，能保留最近20次故障的功能代码和最后一次故障的参数。
隔爆变频器的控制及主回路器件全部选用德国SIEMENS器件，控制技术采用德国西门子公司专为井下大功率恒转矩负载设计的矢量控制技术；主回路系统IGBT为德国西门子公司EUPEC分公司3300VDC/400A模块2并联（最大工作能力可达355 kW），启动转矩为额定转矩的2倍。
3.3 较好的软启动、软停车特性
软启动、软停车特性是带式输送机驱动系统的首选目标。皮带本身是一个弹性体，在运输物料运行时又具备极大的惯性，带式输送机启动加速度与停车减速度的值越大，在皮带上储存的能量就越大，而释放这些能量就会对输送机机械系统产生极大的冲击。该变频器的启动、停止时间是任意可调的，也就是说启动时的加速度和停车时的减速度任意可调，同时为了平稳起动、停车，还可匹配其具备的S型加、减速时间，这样可将带式输送机起、停时产生的冲击力减少至最小程度[1]。
3.4 平稳的重载启动特性
带式输送机在运转过程中任何时间都可能立即停车并重新启动，所以必须考虑重载停车、启动的工况。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5～2倍额定转矩，因此最适合重载起动停车、启动的工况。重载起动特性见右图。
3.5 速度可调的验带功能
东滩煤矿的原煤运输系统多以带式输送机为主，运输系统日常检修、维护的工作主要是带式输送机的检修、维护，低速验带功能极大地方便了检修人员对皮带破损情况的查找工作。变频调速系统为无级调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作在5%～100%额定带速范围内的任意带速，并且可以长期工作。
4结束语
通过变频器在东滩煤矿东翼皮带机这几年的运转情况来看，该系统很好地实现了带式输送机平稳启动、停车的问题，为矿井安全生产作出了巨大的贡献。
参考文献
[1]唐山开诚电控设备集团有限公司.山东兖矿集团东滩皮带变频方案.2010.