1、傳統(tǒng)
帶式輸送機(jī)存在的問題
傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)控制系統(tǒng)在啟動(dòng)、運(yùn)行過程中存在著對(duì)電網(wǎng)、電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、膠帶的沖擊，電能浪費(fèi)嚴(yán)重、維護(hù)費(fèi)用高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(l)帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般是按最大運(yùn)量考慮的，而減速機(jī)和電動(dòng)機(jī)的選型原則是等級(jí)靠大不靠小，所以帶式輸送機(jī)配置的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般均有20%～45%富余量，加上帶式輸送機(jī)經(jīng)常處于輕載、空載運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于50%以下的低效率工作狀態(tài)。
(2)膠帶是一個(gè)彈性體，在靜止時(shí)內(nèi)部貯存了大量能量，啟動(dòng)時(shí)這些能量將很快釋放出來，在膠帶上形成張力波并迅速沿著膠帶傳輸出去，而過大的張力波極易引起膠帶的老化和斷裂。
(3)傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)方式是直接啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)（電子式軟啟動(dòng)器同樣屬降壓?jiǎn)?dòng)設(shè)備）。直接啟動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)的啟動(dòng)過程通常在3～6s完成，在啟動(dòng)過程中產(chǎn)生的突跳轉(zhuǎn)矩使軸承、齒輪磨損加重甚至損壞，減速箱故障率高，膠帶磨損嚴(yán)重甚至拉斷，接口易損。而帶式輸送機(jī)從啟動(dòng)至全速的加速時(shí)間工況要求大于60s，所以傳統(tǒng)的啟動(dòng)方式與工況不相適應(yīng)。
(4)帶式輸送機(jī)在運(yùn)行過程中，空載、輕載、重載狀態(tài)下均為高速運(yùn)行，而空載和輕載時(shí)對(duì)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、滾筒、托輥、膠帶等設(shè)備產(chǎn)生了不必要的磨損和電能消耗，縮短了設(shè)備的使用壽命。
針對(duì)傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)存在的問題，為減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗之目的，我們選用了與焦作市斯達(dá)自控設(shè)備有限公司合作研發(fā)的帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速智能控制節(jié)電裝置，實(shí)際使用取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。
2、新型帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速智能控制節(jié)電裝置的技術(shù)原理
(1)變頻調(diào)速智能控制節(jié)電裝置集成了變頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和顯示技術(shù)為一體，對(duì)帶式輸送機(jī)的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行全過程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，原理框圖見圖1。
(2)變頻調(diào)速智能控制節(jié)電裝置能根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性，對(duì)其電流、電壓、功率因數(shù)、扭矩等進(jìn)行檢測(cè)、計(jì)算。計(jì)算出輸送機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行過程中所需要的能量并及時(shí)饋送相應(yīng)的動(dòng)力，其基本控制思想是：當(dāng)帶式輸送機(jī)負(fù)載（來料）增加或減少時(shí)，膠帶張力發(fā)生變化，電動(dòng)機(jī)扭矩增加或減小，使變頻器輸出電流發(fā)生變化，智能裝置檢測(cè)到變頻器輸出電流、電壓變化后，結(jié)合其他電動(dòng)機(jī)、膠帶運(yùn)行狀況，推算并設(shè)定當(dāng)前載荷量對(duì)應(yīng)的輸出動(dòng)力，即變頻器輸出電壓口、頻率，，閉環(huán)控制使變頻器實(shí)際輸出v/f值與給定值保持一致，電動(dòng)機(jī)在極短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了變頻器輸出電壓、頻率、電流隨負(fù)載增大而增大，隨負(fù)載減小而降低，從而實(shí)現(xiàn)了較高的節(jié)能效果。圖Z為負(fù)荷轉(zhuǎn)矩M（載荷量）與調(diào)速特性v/f關(guān)系圖。
閉環(huán)控制提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率，降低了電能損耗。該裝置具有人工智能化功能，能連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)負(fù)載變化，在一定的區(qū)間內(nèi)負(fù)載增加或減小時(shí)，能自動(dòng)降低或提高變頻器輸出電壓、頻率等，使帶式輸送機(jī)始終工作在最佳狀態(tài)，該裝置無需外接傳感器即可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別，帶式輸送機(jī)轉(zhuǎn)速隨負(fù)載變化而變化。為防止空載時(shí)過低速度造成拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)因散熱不好而發(fā)熱，變頻器輸出頻率控制在27Hz以上（可根據(jù)不同類型電動(dòng)機(jī)設(shè)定），同樣為防止超載時(shí)過高速度造成拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)超頻運(yùn)行而引起電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、膠帶等損壞，變頻器輸出最高頻率控制在50～60Hz（可根據(jù)不同類型負(fù)載機(jī)械特性設(shè)定）。
(3)為了確保變頻器輸出交流曲線的平滑，變頻器輸出端裝有較大容量的濾波電容，而變頻器中的濾波電容與電動(dòng)機(jī)進(jìn)行無功能量交換，減少了實(shí)際從電網(wǎng)輸入的電流，從而減小了電網(wǎng)與變頻器間的線損和供電變壓器的銅耗，也減小了無功電流上串電網(wǎng)，提高了功率因數(shù)和電能的質(zhì)量。
(4)調(diào)整輸送機(jī)啟動(dòng)時(shí)間（軟啟動(dòng)），有效減少了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流，降低了線路損耗、變壓器銅損和鐵損，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。實(shí)施軟啟動(dòng)、低速運(yùn)行，減少了減速機(jī)齒輪強(qiáng)力碰撞和摩擦；消除了膠帶張力波、減少了摩擦，延長(zhǎng)了電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、膠帶的使用壽命。
3、智能控制的基本功能
(1)操作功能：該裝置具有現(xiàn)場(chǎng)工頻控制、手動(dòng)控制和智能白動(dòng)控制，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制與其他控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
(2)保護(hù)功能：該裝置具有對(duì)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、帶式輸送機(jī)的保護(hù)等。
(3)參數(shù)設(shè)置及存儲(chǔ)功能：該裝置具有對(duì)負(fù)載電流、電壓、頻率、啟動(dòng)時(shí)間等設(shè)置與運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能，同時(shí)具有電動(dòng)機(jī)、膠帶運(yùn)行參數(shù)超限報(bào)警，報(bào)警記錄、跳閘數(shù)據(jù)等存儲(chǔ)功能。
(4)顯示功能：運(yùn)行狀態(tài)顯示、歷史記錄、曲線顯示。
4、使用效果
2007年這種新型帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速智能控制節(jié)電裝置在焦作煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司演馬電廠及小馬公司選煤廠幾條帶式輸送機(jī)上進(jìn)行了推廣使用，運(yùn)行情況良好，因其節(jié)能降耗顯著、維護(hù)量少等，深受現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員及管理層歡迎。經(jīng)河南省發(fā)改委指定的節(jié)能檢測(cè)單位實(shí)測(cè)，功率因數(shù)明顯提高、節(jié)電率均在20%以上。同時(shí)有效地延長(zhǎng)了帶式輸送機(jī)的使用年限、降低了維護(hù)費(fèi)用。
電廠輸煤系統(tǒng)膠帶使用壽命檢測(cè)表明：未加節(jié)電裝置前膠帶使用年限為1年，加裝該裝置后已運(yùn)行4年，膠帶完好、無任何損傷，預(yù)計(jì)還可運(yùn)行3～4年，可延長(zhǎng)膠帶使用年限7～8倍，年節(jié)約維護(hù)費(fèi)用15%～20%，節(jié)電率有的超過了30%。
5、結(jié)論
帶式輸送機(jī)變頻調(diào)速智能控制節(jié)電裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試，節(jié)能環(huán)保，減少了能源浪費(fèi)，降低了運(yùn)行成本和工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，延長(zhǎng)了設(shè)備使用年限，符合國(guó)家節(jié)能減排政策及企業(yè)內(nèi)部市場(chǎng)化管理核算機(jī)制，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。
相關(guān)輸送機(jī)產(chǎn)品：
1、
皮帶輸送機(jī)
2、
刮板式輸送機(jī)
