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0、引言
    楊莊礦井下- 320集運(yùn)巷皮帶運(yùn)輸機(jī)全長930m，采用2臺(tái)90 kW異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)為：額定電流：90.3 A；額定電壓：690 V；額定轉(zhuǎn)速：1 480r/min。2005年4月楊莊礦對(duì)該運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)選用了2臺(tái)上海申地自動(dòng)化科技有限公司生產(chǎn)的BPJ型隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器。
1、變頻器的技術(shù)簡(jiǎn)介
    BPJ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器是上海申地自動(dòng)化科技有限公司經(jīng)多年的研究與試驗(yàn)生產(chǎn)的一種集真空磁力起動(dòng)器與變頻調(diào)速裝置及相關(guān)的散熱技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品。該隔爆變頻器采用了無速度傳感器的矢量控制，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況進(jìn)行調(diào)整，對(duì)皮帶機(jī)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)、軟停止和運(yùn)行過程控制。為了保證系統(tǒng)的可靠性，BPJ型礦用隔爆變頻器的變頻控制采用二極管整流給變頻器提供直流電源，采用了德國EUPEC公司最新的ICBT功率器件組成逆變器生成三相對(duì)稱交流電壓，整個(gè)系統(tǒng)是由交流供電經(jīng)外部真空接觸器進(jìn)入整流單元，整流成直流，然后經(jīng)濾波電容后進(jìn)人功率模塊的輸入端，經(jīng)過IGBT功率器件，重新逆變?yōu)檫m當(dāng)頻率、相位和電壓的交流電源來給電機(jī)供電。變頻器的微處理器根據(jù)檢測(cè)信號(hào)、參數(shù)設(shè)定值和來自I/O控制模塊及控制面板的指令對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制。
2、變頻器系統(tǒng)的安裝
2.1主回路和控制回路的安裝
    按照變頻器使用手冊(cè)和系統(tǒng)安裝接線圖的要求規(guī)范地進(jìn)行安裝和連接，系統(tǒng)接線如圖1所示：
2.2功能參數(shù)的設(shè)定
    (1)功能參數(shù)的設(shè)定是通過變頻器面門上的液晶操作面板來進(jìn)行的。液晶控制面板是連接用戶與變頻器的橋梁，安裝人員可以利用液晶控制面板來設(shè)置參數(shù)值，讀取狀態(tài)數(shù)據(jù)和給出控制指令。控制面板有1個(gè)字母數(shù)字顯示器，包括7個(gè)運(yùn)行狀態(tài)指示( RUN、1'、,r、READY、STOP、UAIARM、RAULT)和2個(gè)控制源（面板，遙控）指示及運(yùn)行狀態(tài)顯示，除此之外，面板還包含3個(gè)文字行，可用于菜單選擇，主菜單，子菜單的說明、子菜單的數(shù)量或被監(jiān)測(cè)項(xiàng)的數(shù)值顯示。控制面板上的8個(gè)按鈕用于變頻器控制、參數(shù)設(shè)置以及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。
(2)安裝人員使用變頻器的液晶操作面板，根據(jù)皮帶運(yùn)輸機(jī)的功能要求進(jìn)行功能參數(shù)設(shè)定，操作簡(jiǎn)單易于撐握。
3、應(yīng)用效果
    楊莊礦- 320集運(yùn)巷皮帶運(yùn)輸機(jī)自2005年4月份改造后運(yùn)行2a以來，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，為確保該礦井下原煤的運(yùn)輸創(chuàng)造了良好的條件。
    (1)“S”型加、減速曲線能實(shí)現(xiàn)皮帶機(jī)優(yōu)越的軟起動(dòng)和軟停止。煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)傳統(tǒng)的起動(dòng)、停止瞬間會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力，對(duì)皮帶機(jī)的各轉(zhuǎn)動(dòng)部位及皮帶的接頭都有較大損耗，同時(shí)起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流對(duì)電網(wǎng)也有較大的沖擊。隔爆變頻器的起動(dòng)時(shí)間和停止時(shí)間是可以人為的設(shè)置的，起動(dòng)時(shí)的加速度和停止時(shí)的減速度是可調(diào)的，因此皮帶機(jī)能實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的軟起動(dòng)和軟停止，這樣就能將皮帶機(jī)起、停時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械沖擊盡可能地減小，降低了皮帶的張力，延長了設(shè)備的使用壽命，降低了后期的人力和物力的投入。
    (2)低速大轉(zhuǎn)矩輸出實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)平穩(wěn)的重載起動(dòng)。由于煤礦生產(chǎn)的特殊性，皮帶機(jī)在原煤運(yùn)輸過程中時(shí)刻都有可能重載停機(jī)，然后再重新啟動(dòng)。皮帶機(jī)傳統(tǒng)的控制方式有時(shí)不具有重載起動(dòng)的能力，這就需要人工減少皮帶機(jī)上的負(fù)載再重新啟動(dòng)，延誤了原煤運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，同時(shí)也給皮帶機(jī)巷的管理帶來額外的工作量，增加了維護(hù)人員的勞動(dòng)量。隔爆變頻器采用了無速度傳感器矢量控制方式，自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)嘗，皮帶機(jī)重載起動(dòng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩。最大轉(zhuǎn)矩可達(dá)到2倍的額定轉(zhuǎn)矩，因此能適用于皮帶機(jī)重載起動(dòng)。
    (3)自動(dòng)調(diào)速和功率平衡功能簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的皮帶機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置一般都使用液力偶合器對(duì)電機(jī)進(jìn)行凋速，當(dāng)多電機(jī)拖動(dòng)時(shí)，也用它來平衡電動(dòng)機(jī)的功率分配。使用變頻器后液力偶合器可用梅花形彈性聯(lián)軸器或彈性棒梢聯(lián)軸器來替代，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，減少了事故毖患，另外通過功能參數(shù)的設(shè)置變頻器可自動(dòng)對(duì)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行功率平衡，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的功率平衡系統(tǒng)。
    (4)為以后井下皮帶運(yùn)輸機(jī)實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制提供了技術(shù)支持。隨著煤碳工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，減少井下用工實(shí)現(xiàn)地面自動(dòng)化控制將是以后的發(fā)展趨勢(shì)，BPJ型隔爆變頻器留有ModBus和ProfiBus總線接口，可對(duì)皮帶機(jī)各項(xiàng)指令和運(yùn)行信息進(jìn)行傳送，這就為煤礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)最終實(shí)現(xiàn)地面遠(yuǎn)程控制提供了技術(shù)支持。
4、結(jié)束語
    通過隔爆變頻器在楊莊礦井下皮帶運(yùn)輸機(jī)上的成功應(yīng)用，證明了采用隔爆變頻器能極大的提高皮帶機(jī)運(yùn)行的可靠性，降低了皮帶機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械損耗，減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)的維護(hù)量，節(jié)約了后期的維修投入，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。