利德华福高压变频调速技术在煤矿皮带机的应用(3)

皮带机多机变频调速系统的核心问题是皮带系统中各电机的转速和转矩平衡问题。在实际应用中，根据现场工艺不同，可以选择不同的变频控制方案。1.“一拖二”方案：此方案是采用一台变频器同时拖动两台电机运行，将各个电机定子绕组直接并联在一台变频器输出侧。“一拖二”方案中，变频器无法对电机的转矩进行独立的控制，因此各电机的出力由电机的参数和皮带参数决定；其中，影响电机功率平衡的主要因素是电机的参数差异和拖动滚筒及皮带的包络角差异；正常情况下，包络角的大小只存在设计上及加工上的差异，但是当系统正常运行后，由于提升的货物是潮湿的，皮带在卸货物后，上面仍残留一些煤渣，这时候转到拖到滚筒上，就会使拖动滚筒直径变大；误差越大，系统中电机的功率差异就会越大。采用“一拖二”方案有以下三个弊端；一是变频器不能有效的分配两台电机的功率；二是需要用户经常清理拖动滚筒的煤渣及杂物；三是变频器不能有效的保护每一台电机。2.“双机联动”方案此方案采用两台变频器分别拖动两台电机，将各个电机定子绕组直接分别接在两台变频器输出侧。双机联动同步运行变频系统是由完全独立的两台变频器通过主、从机的同步通讯方式保证双电机的转速、以及功率平衡的。两台电机中任意一台都可作为主机，另一台为从机。双机拖动方案中，变频器对电机的转矩都能独立控制，主从变频器通讯采用光纤通讯，抗干扰能力强，通讯速率快，用户可不必清理拖动滚筒的煤渣及杂物，变频器主从之间可以自动来调整变频器输出转速及功率一致。

主机采用转速控制方式，从机采用跟随主机转矩和跟随主机转速的控制方式。两台高压变频器分别独立拖动两台高压电机，两台变频器之间有通讯电缆，实现两台电机的协调控制，变频器主回路电路图如下图2.4.

图2.4 变频系统主回路示意图

四、皮带机采用变频调速的使用效果

与传统的调速方式相比，高压变频器对交流电动机进行交流控制有许多优势，如节能，容易实现对现有电动机的调速控制，可以实现大范围内的高效连续调速控制，容易实现电动机的正反转切换，可以进行高频度的起停运转，可以进行电气制动，可以对电动机进行高速驱动，可以适应各种工作环境，可以用一台变频器对多台电动机进行调速控制，电源功率因数大，所需电源容量小，可以组成高性能的控制系统等等。

主井皮带机是全矿的流程中枢，一旦皮带机不能正常工作，将造成全矿停产，且会造成巨大经济损失。经实际运行发现，使用高压变频器的皮带机有以下优点：

（1）高压变频器具有高可靠性、稳定性、防护性；

（2）高压变频器能够对2台电机的同轴同步软启动，软停止功能。起动、停止能按所设定的皮带特性曲线运行。在运行过程中能够自动地实现转差调节和功率平衡调节；

（3） 变频器的输出力矩不小于电动机额定力矩，可使电机能输出超过额定起动输出转矩。满足负载变化大的承受能力和煤炭压带时的再起动的能力；

（4）满足煤矿电控系统的功能接口和监控要求；

（5）皮带运输机在煤量不大和在安装皮带的情况下要求降速运行，不需要满负荷运行。利用高压变频器根据实际情况对电机进行调速，既符合工艺要求，又达到节能降耗目的；

（6）变频器启动过程平稳，无冲击，体积小，好搬运；

（7）调速系统分开，单台电机单独控制；

（8）电机满载时，变频调速系统效率≧96％；

（9）变频器输入侧功率因数≧95％（大于20%负载时）；

（10）变频器输入谐波小于4%；

（11）变频器自保护功能：过电流限制，过电压限制，过负荷预警，过电流跳闸，功率单元故障跳闸，过负荷跳闸，接地故障跳闸，过热跳闸等；

（12）变频器数据显示：输出频率，电机转速，输入输出电流，输入输出电压，电机输出功率，运行时间，故障查询，变频器温度等；

（13）电机在启动和调节过程中，转速平稳变化，电流没有任何冲击，消除了大启动电流对电机、传动系统和主机的冲击应力，大大降低了日常的维护保养费用。

五、结束语

北京利德华福高压变频调速技术在泰山隆安皮带机的实践应用表明电机在配备高压变频器后大大降低了日常的维护保养费用，取得了较好的运行效果，提高了煤矿生产的自动化生产水平。由此可见，高压变频调速技术在煤矿皮带机使用对其它皮带机设备进行变频改造起到了示范作用。

参考文献

1.  高压大功率变频器技术原理与应用  倚鹏 主编  人民邮电出版社，2008.2第一版

2.  北京利德华福高压变频调速调速系统产品手册  北京利德华福电气技术有限公司