帶式輸送機(jī)是煤礦采選行業(yè)最主要的運(yùn)輸設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著礦井煤炭和矸石的運(yùn)輸任務(wù)，是生產(chǎn)系統(tǒng)的大動(dòng)脈。隨著煤炭工業(yè)的迅速發(fā)展，煤礦井下運(yùn)輸系統(tǒng)發(fā)生了很大變化，特別是最近幾年，礦井井型向大型化發(fā)展，在我國(guó)大功率、智能化的皮帶機(jī)卻以進(jìn)口為主，而進(jìn)口皮帶機(jī)的價(jià)格較高，同時(shí)運(yùn)行代價(jià)較大。只要對(duì)有的皮帶機(jī)稍加技術(shù)改造，增加變頻軟起軟停和綜合保護(hù)控制功能，就能使帶式輸送機(jī)啟動(dòng)特性平穩(wěn)，而且也極大降低了皮帶機(jī)的維護(hù)檢修量，同時(shí)節(jié)能效果明顯。因此說(shuō)采用變頻技術(shù)對(duì)帶式輸送機(jī)進(jìn)行改造，不但有利于降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，還符合國(guó)家建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的主題。
1、變頻調(diào)速的性能特點(diǎn)
(l)實(shí)現(xiàn)可控啟停、減少機(jī)械沖擊。
變頻調(diào)速能在零速啟動(dòng)，并能按照用戶的需要進(jìn)行光滑地加速，其加速曲線也可以選擇（直線加速、S形加速或者自動(dòng)加速）。因此啟動(dòng)沖擊小，設(shè)備的使用壽命長(zhǎng)。
(2)調(diào)節(jié)范圍寬、滿足多種速度運(yùn)行要求。
由電機(jī)轉(zhuǎn)速公式n=60 f（l-s）/p可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，改變頻率f即可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在0 - 50Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。由于變頻器的輸出頻率范圍更大，所以變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)的電機(jī)，轉(zhuǎn)速范圍更寬，能夠較好的滿足設(shè)備運(yùn)行的多種速度要求。
(3)可逆運(yùn)行簡(jiǎn)單，負(fù)力制動(dòng)可靠。
在變頻器控制中實(shí)現(xiàn)可逆運(yùn)行控制只需通過(guò)變頻器改變輸出電壓的相序即可，可逆運(yùn)行非常簡(jiǎn)單，同時(shí)目前四象限運(yùn)行帶能量自動(dòng)回饋技術(shù)的變頻器已經(jīng)相當(dāng)成熟，負(fù)力運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入回饋制動(dòng)狀態(tài)，使運(yùn)行更加可靠。
(4)控制精度高、功率平衡性好。
目前煤礦井下用變頻器大多使用無(wú)速度傳感器矢量控制方式．該控制方式可以分別對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的磁通和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測(cè)、控制，并自動(dòng)改變電壓和頻率，使指令值和檢測(cè)實(shí)際值達(dá)到一致，該矢量控制方式大大提升了靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)品質(zhì)，使控制精度、功率平衡性都大大提高�？傊�，交流變頻調(diào)速在理論上能夠較好的滿足帶式輸送機(jī)的特殊運(yùn)行性能要求。
2、變頻技術(shù)在皮帶機(jī)中發(fā)揮的作用
目前在煤礦使用的是BPJ型礦用隔爆兼本質(zhì)安全型交流變頻器，該隔爆變頻器采用r無(wú)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(guò)程控制，確實(shí)保證了系統(tǒng)的可靠性。在皮帶機(jī)起動(dòng)過(guò)程中，如果不加設(shè)軟起動(dòng)裝置，過(guò)大的張力波極易引起皮帶被撕斷。而且，工頻起動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)電流為電機(jī)額定電流的4～7倍。大的起動(dòng)電流會(huì)在起動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生沖擊，引起電機(jī)內(nèi)部機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力發(fā)生變化，對(duì)機(jī)械部分造成嚴(yán)重磨損甚至損壞。同時(shí)，大的起動(dòng)電流還將引起電網(wǎng)電壓下降，影響其它設(shè)備的正常運(yùn)行。如今煤礦采用的欽起動(dòng)裝置絕大部分是液力耦合器。與變頻器驅(qū)動(dòng)相比，它具有明顯的劣勢(shì)：(l)采用液力耦合器時(shí)，電機(jī)必須先空載起動(dòng)；(2)采用皮帶機(jī)的加載時(shí)間較短溶易引起皮帶張力變化，因此對(duì)皮帶的強(qiáng)度要求較高；(3)一般的皮帶機(jī)都是長(zhǎng)距離大運(yùn)量，通常都是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用液力耦合器驅(qū)動(dòng)，很難解決多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡。在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，變頻調(diào)速軟啟動(dòng)裝置通過(guò)改變交流電頻率來(lái)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速'按系統(tǒng)調(diào)定時(shí)間勻速升至運(yùn)行速度，啟動(dòng)平穩(wěn)可靠，對(duì)整機(jī)沖擊小，可延長(zhǎng)膠帶的使用壽命，降低皮帶的強(qiáng)度等級(jí)，也大大減少了皮帶機(jī)系統(tǒng)機(jī)械部分的檢修量。
3、變頻技術(shù)在煤礦帶式輸送機(jī)上的應(yīng)用
(1)實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)平穩(wěn)的重載起動(dòng)。由干煤礦生產(chǎn)的特殊性，皮帶機(jī)在原煤運(yùn)輸過(guò)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(lái)額外的工作量，增加了維護(hù)人員的勞動(dòng)量。采用隔爆變頻器的無(wú)速度傳感器矢量控制方式，自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能，使皮帶機(jī)重載起動(dòng)實(shí)現(xiàn)了低速大轉(zhuǎn)矩。最大轉(zhuǎn)矩可達(dá)到倍的額定轉(zhuǎn)矩，從而適用于皮帶機(jī)重載起動(dòng)。因此說(shuō)皮帶機(jī)增加速度調(diào)整功能，可根據(jù)它煤量的大小來(lái)調(diào)節(jié)整機(jī)運(yùn)行速度，不僅能使重載平穩(wěn)起動(dòng)效果明顯，并可輕松實(shí)現(xiàn)驗(yàn)帶功能，從而使整個(gè)皮帶機(jī)系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)電機(jī)的故障明顯減少，托輥及滾筒的壽命延長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了皮帶機(jī)多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)的功率平衡。
(2)實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)的軟啟動(dòng)和軟停止。煤礦帶式輸送機(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。而采用隔爆兼本安變頻調(diào)速裝置可以根據(jù)皮帶機(jī)長(zhǎng)度和負(fù)載大小，人為設(shè)置系統(tǒng)起動(dòng)時(shí)間和停止時(shí)間，從而使起動(dòng)時(shí)的加速度和停止時(shí)的減速度變?yōu)榭烧{(diào)的，不管負(fù)荷大小均可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)起動(dòng)。因此說(shuō)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(guò)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(guò)程中形成的張力波極小，幾乎對(duì)皮帶不造成損害．也延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，降低了后期的人力和物力的投入。
(3)節(jié)約能源。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)行調(diào)速，當(dāng)多電機(jī)拖動(dòng)時(shí)，也用它來(lái)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(lái)替代，簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，減少了事故隱患，而且液體的傳動(dòng)效率比直接硬聯(lián)接的傳動(dòng)效率要低許多，因此說(shuō)采用變頻器驅(qū)動(dòng)后，系統(tǒng)總的傳遞效率可提高5%～10%。在變頻運(yùn)行中，在運(yùn)煤量不大的下或空載的情況下，可將皮帶機(jī)的運(yùn)行速度降低，也可節(jié)約一部分電量。
4、結(jié)語(yǔ)
總之，實(shí)踐證明采用變頻器來(lái)改造傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，不僅技術(shù)先進(jìn)，而且能夠創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。隔爆變頻器以其特有的軟啟動(dòng)特性，較高的性?xún)r(jià)比，大大提高了皮帶機(jī)的可靠性，降低了機(jī)械系統(tǒng)損耗，減少了運(yùn)輸系統(tǒng)的維護(hù)量，且節(jié)能明顯。因此說(shuō)應(yīng)用變頻技術(shù)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將成為井下皮帶機(jī)拖動(dòng)的發(fā)展方向。
