帶式輸送機(jī)與其他運(yùn)輸方式相比具有運(yùn)距長，能力大，運(yùn)費(fèi)低，操作簡單安全，管理維修容易，能耗低，污染小等明顯優(yōu)勢而逐漸成為運(yùn)輸物料的主要手段。因其為礦山開拓和礦石輸送工藝創(chuàng)造了十分有利的條件而在礦山外部輸送中得到快速發(fā)展。近年來隨著水泥廠生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，帶式輸送方式已成為石灰石礦山到水泥工廠的原料輸送的首選方案。
1、帶式輸送機(jī)的特點
石灰石礦山至水泥廠帶式輸送的特點通常是距離長，高差大。根據(jù)不同工程皮帶負(fù)載運(yùn)行時的工況分析，電機(jī)一般有三種工作狀態(tài)。
第一種工作狀態(tài)：電機(jī)一直處于電動狀態(tài)。上行或下行角度很小的皮帶，電機(jī)～般處于此工作狀態(tài)。
第二種工作狀態(tài)：電機(jī)處于電動和發(fā)電的臨界狀態(tài)。下行角度約在2.30左右的皮帶機(jī)，電機(jī)一般處于此工作狀態(tài)。
第三種工作狀態(tài)：電機(jī)一直處于發(fā)電狀態(tài)。下行角度較大的皮帶．電機(jī)一般處于此工作狀態(tài)。
第一、二種工作狀態(tài)的帶式輸送機(jī)設(shè)計比較簡單，現(xiàn)就第三種工作狀態(tài)存在的一些設(shè)計問題進(jìn)行分析。
目前一些工程設(shè)計人員在對待電機(jī)一直處于發(fā)電狀態(tài)的下行長皮帶設(shè)計上存在一個誤區(qū)和一個不足。誤區(qū)是下行長皮帶必須采用變頻器方能將皮帶電機(jī)發(fā)電能量回饋電網(wǎng)：不足是下行長皮帶安全運(yùn)行的保證措施考慮不足。
2、從機(jī)械和電氣角度分析
2.1從機(jī)械角度來保證下運(yùn)帶式輸送機(jī)的安全
一般來說．下運(yùn)帶式輸送機(jī)需匹配相應(yīng)的液壓制動器和機(jī)械抱閘制動器。液壓制動器目前使用較多的是盤式制動器和YZQ系列的液壓制動器，用來實現(xiàn)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的軟制動和失電保護(hù)。盤式制動器一般設(shè)計在低速端，主要由制動盤、液壓制動器（含活塞、閘瓦、彈簧等）、底座、液壓站等組成，當(dāng)機(jī)電設(shè)備需要制動時．根據(jù)工況和指令情況，電液控制系統(tǒng)將按預(yù)定的程序自動減少油壓以達(dá)到制動要求。而YZQ系列的液壓制動器設(shè)計在高速端，主要由制動裝置、油箱及管路裝置、電控裝置等組成，當(dāng)啟動下運(yùn)帶式輸送機(jī)時，先投入YZQ制動器，控制膠帶在物料重力驅(qū)動下的加速度．到膠帶速度接近額定值時，投入電動機(jī)．然后使制動器卸載空轉(zhuǎn)：在穩(wěn)定運(yùn)行中如遇超載，則啟動制動器，使之與電機(jī)一起工作，抑制下運(yùn)帶超速．待載荷恢復(fù)正常后，使制動器空轉(zhuǎn)；需停車時．給電動機(jī)斷電，同時投入制動器，制動至零速后，斷電制動器電源：當(dāng)下運(yùn)皮帶突然失電時，該制動器能夠自動反應(yīng)實施停電保護(hù)制動，且效果是與正常制動一樣的“軟制動”：但該系列產(chǎn)品型號較少，一般適用于制動力矩較小的下運(yùn)帶式輸送機(jī)。機(jī)械抱閘制動器是用來實現(xiàn)輔助整個系統(tǒng)的最后停車。
2.2從電氣的角度進(jìn)行分析
電機(jī)學(xué)的原理告訴我們，異步電機(jī)可有三種運(yùn)行方式：電動、發(fā)電及制動。
一提到發(fā)電讓人很容易聯(lián)想到火力發(fā)電、水力發(fā)電、柴油發(fā)電，而發(fā)電機(jī)自然想到同步發(fā)電機(jī)（嚴(yán)格應(yīng)叫同步電機(jī)）。其實發(fā)電機(jī)無非是能將動能轉(zhuǎn)換成電能的一種設(shè)備，異步電機(jī)（我們通常叫異步電動機(jī)）也可以發(fā)電，而且發(fā)電相對較簡單，沒有同步發(fā)電機(jī)勵磁直流電源、同步頻率、系統(tǒng)同步等問題。當(dāng)今世界綠色能源之風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域通常采用異步電機(jī)來發(fā)電。
根據(jù)圖l異步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩M。-轉(zhuǎn)差率S特性曲線可知，負(fù)力發(fā)電運(yùn)行的下行皮帶，在運(yùn)行中的特點是：下行皮帶電機(jī)在皮帶上物料重力的作用下電機(jī)始終處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)，就同一臺異步電機(jī)而言其電動機(jī)狀態(tài)下特性曲線和發(fā)電機(jī)狀態(tài)下特性曲線基本是對稱的即電動功率和發(fā)電功率基本相當(dāng)：電機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械旋轉(zhuǎn)方向和定子電磁場旋轉(zhuǎn)方向相同且轉(zhuǎn)子機(jī)械旋轉(zhuǎn)速度大于定子電磁場旋轉(zhuǎn)速度；發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)下定子電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩方向相反即電磁轉(zhuǎn)矩總是試圖阻止轉(zhuǎn)子速度超過定子同步轉(zhuǎn)速。上述特點決定了要保證負(fù)力發(fā)電運(yùn)行的下行皮帶安全運(yùn)行首先在皮帶運(yùn)行期間不能輕易失電使其電磁轉(zhuǎn)矩（起制動作用）消失，其次一旦皮帶失電后必須有外加制動轉(zhuǎn)矩（剎車裝置）和轉(zhuǎn)子機(jī)械轉(zhuǎn)矩平衡以保證皮帶電機(jī)轉(zhuǎn)子不會產(chǎn)生“飛車”而損壞設(shè)備。
2.3實例分析
我院在東北地區(qū)設(shè)計的1條5000dd熟料水泥生產(chǎn)線，石灰石礦山破碎至廠區(qū)一段下行帶式輸送機(jī)長約900m，高差約100m，工藝設(shè)計皮帶帶寬1000mm．設(shè)計帶速2.5m/s，物料輸送能力900t/h．異步電機(jī)驅(qū)動功率250kW，電機(jī)選用4極電機(jī)(電源頻率50Hz對應(yīng)的同步轉(zhuǎn)速1500dmin)，電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下轉(zhuǎn)子額定轉(zhuǎn)速1490r/min，皮帶制動選用機(jī)械抱閘和YZQ型液壓調(diào)速制動器(最大制動力矩1400Nm，1750r/min)雙制動系統(tǒng)．操作上要求皮帶運(yùn)行期間驅(qū)動電機(jī)一旦失電立即投入YZQ液壓調(diào)速制動器制動力矩，待皮帶制動停穩(wěn)后投入機(jī)械抱閘然后切除YZQ液壓調(diào)速制動器制動力矩；皮帶電機(jī)電控部分采用美國ROCKWELL公司的變頻器加能量回饋單元,ROCKWELL的能量回饋單元采用將變頻器儲能電容器直流母線電壓電源逆變成交流380V、50Hz回饋電網(wǎng)的方式，通常變頻器直流母線電壓超過570VDC將報警并停機(jī)。在工廠調(diào)試和試生產(chǎn)期間曾發(fā)生變頻器能量回饋單元故障燒壞導(dǎo)致皮帶電機(jī)失電“飛車”（事后發(fā)現(xiàn)當(dāng)時YZQ液壓調(diào)速制動器制動力矩未投入．僅靠機(jī)械抱閘的制動力矩?zé)o法停住皮帶）嚴(yán)重事故，事故后由于變頻器回饋單元要送回美國修復(fù)，致使皮帶無法運(yùn)行，嚴(yán)重影響工廠試生產(chǎn)。為了盡快恢復(fù)工廠試生產(chǎn)，我們在現(xiàn)場將原皮帶電機(jī)僅由變頻器加能量回饋單元供電的一一種方式改為驅(qū)動皮帶電機(jī)既可由變頻器加能量回饋單元供電（變頻器回饋單元修復(fù)后仍可采用此方式）也可選擇從380V電網(wǎng)直接供電，電機(jī)發(fā)電功率直接回饋電網(wǎng)二種方式，另外現(xiàn)場還加強(qiáng)了皮帶安全制動控制部分的設(shè)計。工廠采用皮帶驅(qū)動電機(jī)由380V電網(wǎng)直接供電，電機(jī)發(fā)電功率直接回饋電網(wǎng)方式生產(chǎn)至今皮帶運(yùn)行良好．皮帶也未再發(fā)生過“飛車”事故。皮帶輸送能力在800t/h,電機(jī)轉(zhuǎn)子速度約1510dmin（轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速1500r/mi，電機(jī)肯定處于發(fā)電工作狀態(tài)），電機(jī)發(fā)電功率約160kW直接回饋電網(wǎng)。而我院礦山專業(yè)設(shè)計時計算出皮帶在1 000t/h輸送能力時，皮帶電機(jī)發(fā)電功率約200kW，因而皮帶機(jī)實際選型配備電機(jī)功率為250kW，完全滿足生產(chǎn)能力要求。
3、結(jié)語
石灰石礦山下行長皮帶的制動、跑偏等保安裝置的設(shè)計投用是皮帶安全運(yùn)行的保證：若采用變頻器加能量回饋單元供電方式則回饋單元功率必須和皮帶電機(jī)功率匹配，另外在沒有調(diào)速要求的情況下下行皮帶首先通過液力耦合器（或電氣軟起動器）起動，皮帶驅(qū)動電機(jī)不通過能量回饋單元，電機(jī)發(fā)出的電能功率可直接回饋到電網(wǎng)，這種電控方式既可節(jié)能也簡單可靠。
