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

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

l能實(shí)現(xiàn)兩臺電機(jī)的功率平衡；

l調(diào)速范圍寬，軟啟動、軟停機(jī)性能好；

l過載能力強(qiáng)，運(yùn)行可靠性高；

l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BPJ1-400/1140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(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。