英威腾BPJ1系列隔爆兼本安变频器在井下皮带机上的应用

摘要：在煤矿的大中型皮带机使用中，为了增加和分散受力点、皮带伸缩方便等因素,多采用两台及以上电动机来拖动一条皮带，对多台电机间功率平衡问题的解决，关系到电机的利用率、系统稳定、皮带寿命等问题。英威腾BPJ1系列隔爆兼本安变频器已经成功在皮带机上应用主从控制技术解决了功率平衡问题。

关键词：BPJ1隔爆兼本安变频器皮带机功率平衡

1.引言

皮带机，也称带式输送机或胶带输送机。它作为一种连续动作式输送设备广泛应用于冶金、电力、化工等行业，在煤炭行业应用更为广泛。英威腾BPJ1系列隔爆兼本安变频器已经成功的应用在皮带机上，两台变频器采用主从功率均衡控制模式，主机和从机之间通过485或CAN通讯进行信号传输，分配两台电机之间的负荷使其达到均匀平衡。本文将介绍两台BPJ1系列隔爆兼本安变频器采用主从功率均衡模式在山西大同市某矿皮带机上的应用。

2.皮带机的工作原理

图1皮带机示意图

皮带机是通过驱动轮鼓，靠摩擦牵引皮带来运输物料的机械。主要由机架、皮带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。

皮带转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变皮带运动方向的滚筒称为改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，皮带依靠驱动滚筒与皮带之间的摩擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂入，落在转动的输送带上，依靠输送带摩擦带动运送到卸料端卸出。

3.现场工况

皮带是弹性储能材料，在输送机停止和运行时都储存有大量势能，这就决定了皮带机的启动需要采用软启动的方式。目前煤矿采用的软启动装置绝大部分是液力耦合器，通过市场调查和用户的反馈，液力耦合器在驱动皮带机时的种种弊端已暴露无遗，液力耦合器正逐步的被变频器所取代。山西大同市某矿皮带机现场工况如下图示：

图2现场工况示意图

3.1现场设备参数

3.2皮带机对变频器的控制要求

l优异低频转矩特性，能实现重载启动；

l能实现两台电机的功率平衡；

l调速范围宽，软启动、软停机性能好；

l过载能力强，运行可靠性高；

l当电网电压变化时，能自动保持输出电压恒定；

4.方案设计

根据两台电机的功率、皮带机的角度及运行方向，配置2台英威腾BPJ1-400/1140变频器进行驱动。

为了保持两台电机的功率平衡，两台BPJ1-400/1140变频器之间采用主从控制模式，设置一台变频器为主机，另一台变频器为从机，主机从机通过485或CAN通讯控制。具体的控制方案如下图示：

图3主从机控制示意图

在本工况中，主机和从机均采用了速度控制模式。主机将当前运行频率传递给从机，作为从机的主频率给定；从机同时接收主机当前输出转矩，并与当前其输出转矩进行误差PID计算，作为当前设定频率的一个调整值，最终实现主从机之间的同步控制和功率平衡。

在主从控制模式下，主机的运行信号与从机的故障信号串联，一旦从机出现故障，则不允许主机运行。

该方案的优势：

1）通过电机的慢速启动、停机带动皮带机缓慢启动、停机，对皮带不造成损害，真正实现了电皮带机软启、软停，极大降低了设备的维护检修量；

2）优异的主从控制功能，控制精度≤3%，实现了两台电机的功率平衡，延长了电机使用寿命；

3）根据实际生产情况，对电机进行调速，节能效果明显；

4）输入电源电压AC1140V±15%的宽电网设计，满足恶劣环境的电网要求；

5）变频器低频运转可输出1.8倍额定转矩，适于重载启动；

5.现场运行情况

变频器在现场的运行情况，主机、从机的运行电流波形如下图示，两台变频器运行良好，满足现场的运输要求。

6.结束语

英威腾BPJ1系列隔爆兼本安变频器采用主从功率均衡模式在皮带机上的成功应用，不仅解决了两台电机之间的负载均衡问题，而且提高了皮带机设备的自动化水平，加快了煤炭行业的产业装备的升级。对提高煤炭行业的产能，保证煤炭行业安全生产都起到了非常积极的作用。值得大力推广。