一、前言
 
    國(guó)內(nèi)現(xiàn)有大多數(shù)煤礦皮帶輸送機(jī)一般都采用工頻拖動(dòng)，較少使用變頻器驅(qū)動(dòng)。電機(jī)長(zhǎng)期工頻運(yùn)行加之液力耦合器效率等問題，造成皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行起來非常不經(jīng)濟(jì)；同時(shí)電機(jī)無法采用軟起軟停，機(jī)械上產(chǎn)生劇烈沖擊，加速機(jī)械磨損；還有皮帶、液力耦合器磨損和維護(hù)等問題都會(huì)給企業(yè)帶來很大數(shù)額費(fèi)用問題。這些現(xiàn)狀對(duì)創(chuàng)建節(jié)能型社會(huì)是不相符合，對(duì)煤礦企業(yè)皮帶輸送機(jī)進(jìn)行變頻改造對(duì)節(jié)約社會(huì)能源、增加煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益都具有非常現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
 
    皮帶機(jī)通過驅(qū)動(dòng)輪鼓，靠摩擦牽引皮帶運(yùn)動(dòng)，皮帶通過張力變形和摩擦力帶動(dòng)物體在支撐輥輪上運(yùn)動(dòng)。皮帶是彈性儲(chǔ)能材料，在皮帶機(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)時(shí)應(yīng)該采用軟啟動(dòng)的方式。國(guó)內(nèi)大多數(shù)煤礦采用液力耦合器來實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)的軟啟動(dòng)，在起動(dòng)時(shí)調(diào)整液力耦合器的機(jī)械效率為零，使電機(jī)空載啟動(dòng)。雖然有的采用了轉(zhuǎn)子串接電阻改善啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和降壓空載啟動(dòng)等方法，但電機(jī)的起動(dòng)電流仍然很大，不僅會(huì)引起電網(wǎng)電壓的劇烈波動(dòng)，還會(huì)造成電機(jī)內(nèi)部機(jī)械沖擊和發(fā)熱等現(xiàn)象。同時(shí)采用液力耦合器軟起皮帶時(shí)，由于起動(dòng)時(shí)間短、加載力大容易引起皮帶斷裂和老化，要求皮帶的強(qiáng)度高。加之液力耦合起長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)引起其內(nèi)部油溫升高、金屬部件磨損、泄漏及效率波動(dòng)等情況發(fā)生，不僅會(huì)加大維護(hù)難度和成本、污染了環(huán)境，還會(huì)使多機(jī)驅(qū)動(dòng)同一皮帶時(shí)難以解決功率平均和同步問題。

二、VDF650的工作原理
 
     VDF650系列變頻器可以實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟停止的功能，能降低機(jī)械傳動(dòng)沖擊，能延長(zhǎng)皮帶機(jī)的使用壽命，并且從根本上解決功率平衡的問題。VDF650系列變頻器采用主從控制，通過控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩，使得主從變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩百分比、母線電壓基本一致。當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，主從變頻器輸出轉(zhuǎn)矩百分比誤差在±1%。

三、VDF650系列的優(yōu)勢(shì)
 
    1）真正實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的軟起動(dòng)。運(yùn)用變頻器的軟起動(dòng)功能，將電機(jī)的軟起動(dòng)和皮帶機(jī)的軟起動(dòng)合二為一，通過電機(jī)的慢速起動(dòng)，帶動(dòng)皮帶機(jī)緩慢起動(dòng)，將皮帶內(nèi)部貯存的能量緩慢釋放，使皮帶機(jī)在起動(dòng)過程中形成的張力波極小，幾乎對(duì)皮帶不造成損害。
 
    2）實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡。應(yīng)用變頻器對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，一般采用一拖一控制，當(dāng)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，采用主從控制，實(shí)現(xiàn)功率平衡。在河南某煤礦主井皮帶為2×135KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用主從控制后，輕載時(shí)主從電機(jī)電流相差5A左右，滿載時(shí)相差2A左右?；緦?shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡。
 
    3）降低皮帶帶強(qiáng)。采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，由于變頻器的起動(dòng)時(shí)間在1s～6500s可調(diào)，通常皮帶機(jī)起動(dòng)時(shí)間在60s～200s內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定，皮帶機(jī)的起動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，大大降低對(duì)皮帶帶強(qiáng)的要求，降低設(shè)備初期投資。
 
    4）降低設(shè)備的維護(hù)量。變頻器是一種電子器件的集成，它將機(jī)械的壽命轉(zhuǎn)化為電子的壽命，壽命很長(zhǎng)，大大降低設(shè)備維護(hù)量。同時(shí)，利用變頻器的軟起動(dòng)功能實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)的軟起動(dòng)，起動(dòng)過程中對(duì)機(jī)械基本無沖擊，也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部份的檢修量。如河南某煤礦主井皮帶采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，僅皮帶扣一項(xiàng)年節(jié)約費(fèi)用就達(dá)一萬多元。
  
     5）啟動(dòng)平滑，轉(zhuǎn)矩大，沒有沖擊電流，可實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)。
  
     6）節(jié)能。在皮帶機(jī)上采用變頻驅(qū)動(dòng)后的節(jié)能效果主要體現(xiàn)在系統(tǒng)功率因數(shù)和系統(tǒng)效率兩個(gè)方面。
a、 提高系統(tǒng)功率因數(shù)  
    通常情況下，煤礦用電機(jī)在設(shè)計(jì)過程中放的裕量比較大，工作時(shí)絕大部分不能滿載運(yùn)行，電機(jī)工作于滿電壓、滿速度而負(fù)載經(jīng)常很小，也有部分時(shí)間空載運(yùn)行。由電機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行特性知道，電機(jī)只有在接近滿載時(shí)才是效率最高、功率因數(shù)最佳，輕載時(shí)降低，造成不必要的電能損失。這是因?yàn)楫?dāng)輕載時(shí)，定子電流有功分量很小，主要是勵(lì)磁的無功分量，因此功率因數(shù)很低。采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，在整個(gè)過程中功率因數(shù)達(dá)0.9以上，大大節(jié)省了無功功率。
b、 提高系統(tǒng)效率 
    采用變頻器驅(qū)動(dòng)之后，電機(jī)與減速器之間是直接硬聯(lián)接，中間減少了液力耦合器這個(gè)環(huán)節(jié)。而液力耦合器本身的傳遞效率是不高的，且主要是通過液體來傳動(dòng)，液體的傳動(dòng)效率比直接硬聯(lián)接的傳動(dòng)效率要低許多，因而采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，系統(tǒng)總的傳遞效率要比液力耦合器驅(qū)動(dòng)的效率要高5%～10%。

  
四、調(diào)試步驟

     1）按照說明書的接線圖將變頻器的接線全部接好。

     2）將電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速、額定電流輸入到變頻器的參數(shù)里。

     3）判斷電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是否正確。方法：先開主機(jī)，再開從機(jī)，分別判斷。

     4）將說明書的推薦參數(shù)設(shè)置進(jìn)變頻器。

     5）空載進(jìn)行調(diào)試，觀察主從變頻器運(yùn)行是否正常。

五、結(jié)束語
 
    經(jīng)過變頻技術(shù)改造后皮帶機(jī)運(yùn)行良好，徹底實(shí)現(xiàn)了皮帶輸送機(jī)的軟起、軟停運(yùn)行方式，大大進(jìn)步了系統(tǒng)的功率因數(shù)和系統(tǒng)效率。改造后系統(tǒng)可以根據(jù)負(fù)載變化情況自動(dòng)調(diào)整輸出頻率和輸出力矩，改變了以前電機(jī)工頻恒速運(yùn)行的模式，在很大程度上節(jié)約了電力能源；液力耦合器的退出更大地節(jié)約了設(shè)備的維護(hù)和維修用度。在煤炭行業(yè)的節(jié)能改造中應(yīng)用能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益，對(duì)于創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保型的社會(huì)發(fā)揮著重要的作用。