ABB中压变频器用于主斜井皮带机的研究.docx

ABB中压变频器用于主斜井皮带机的研 究刘俊锋大同煤矿集团有限责任公司晋华宫煤矿摘要:变频技术在皮带机的控制过程中应用越來越广泛，其对煤矿生产的安全、可靠性 影响也越来越大在分析皮带机控制系统的构成以及控制原理基础上，探讨了 ABB中压变频器在晋华宫矿主斜井皮带机中的应用情况，总结H常的运行经验， 希望可以促进ABB中压变频器在皮带机中更好地应用关键词：主斜井；ABB中压变频器;皮带机;变频控制;作者简介：刘俊锋（1975-），男，机电工程师，毕业于太原理工大学机械工程 及自动化，主要从事煤矿井下机电技术工作收稿日期:2017-06-30Received： 2017-06-300引言煤矿生产过程中，对煤炭的输送离不开皮带机设备，皮带机的工作效率将直接 影响到整个煤矿的牛产效率在带式输送机之中，胶带拥有非常高的弹性，按照 《煤矿安全规程》相关规定，主要运输巷使用的带式输送机必须要加设软启动装 置，若属于下运式的皮带机设备，则必须加设相应的软制动装置在Z前煤矿生 产过程中，皮带机所采用的软启动装置多为液力软启动装置此种装置运行过程 中会消耗较多的能量，而且日常维护工作还需要投入较多的人力与物力。

随着电 子技术以及信息技术的进一步革新与发展，目前越来越多地使用变频装置对带 式输送机进行控制ABB中压变频器在带式输送机的控制中应用尤为广泛1皮带机控制系统在科技快速发展过程中，带式输送设备也不断提升自身的自动化程度，使其运 输效率以及运输数量均有了极大的提升按照平滑软启动以及启动转矩相关要求, 皮带机在运行过程中所拥有的速率直接和运输煤炭的重量存在关系通过应用异 步电动机、变频装置和PLC技术，便能够有效改善带式输送设备的控制性能，扩 大速率调节的范围，增加速度调节的精度值11丄此控制系统不仅可以作为皮带 输送设备的软启动系统，同时还能够作为皮带不同运输煤量情况下的调速系统 在ABB变频技术中融合了直接转矩智能调控技术，同时述应用到了磁通稳定理 论和以往的电机调速控制方法比较，其具有更高的精度，而且可以进行动态地 转矩调控不过，在煤矿皮带机的使用过程中，非常多的因素均可能影响到电动 机的同步控制例如，电压的变化、环境温度的变化、负载的变化以及频率发生 变化等所以，要想确保电动机的同步效果更加理想，最优的处理办法便是通过 主从控制的手段来对电动机进行控制1. 1带式输送机系统构成带式输送机包含有输送带、托辗装置、滚筒以及清扫装置等。

带式输送机机头处 于矿井井口岀煤位置，皮带机把煤炭从矿井的井底运输岀来以后，便自动地把 煤炭卸在卸煤口位置带式输送机机尾处安装有张紧装置，通过此装置能够有效 地调整输送带的松紧度，防止皮带在运输煤炭过程中出现打滑问题，也能有效 地避免由于输送带过于紧绷而在运输煤炭的过程中出现损伤按照《煤矿安全规 程》的规定，设置带式输送机的各种机电保护装置，保证带式输送机安全稳定运 行1.2 DTC控制原理DTC控制即为直接转矩控制，是较为先进的交流控制技术，是ABB公司研发的一 种新型控制技术，控制原理如图1所示力矩给定P1D速度给定矩定制力给控力矩磁通比较Torque F lix速度控制电机 模型速度实际值J9*SyposVoCu图1 DTC控制原理 下载原图DTC控制由于具有更高的精度，而且可以进行动态地转矩调控，所以，在煤矿 皮带机控制中的应用越来越广泛育•接转矩控制的特点在于对电动机转矩以及速 率的调控是基于电动机所拥有的电磁状态进行的这和直流传动控制的原理较为 类似，却和PWM传动控制存在较大的差异性PWM传动控制主要是依靠调节电压 或者调节频率来实现对电动机控制的在ABB中压变频器中，通过直接转矩控制来完成对电动机转速的控制，可以有 效提升对交流电动机调节的精准性。

ABB中压变频器的调节过程更加准确、迅速 而要想更好地实现动态的控制，应当充分考虑到电动机所存在的漏电感以及惯 量问题电动机的漏电感以及惯量越小，转矩调控时相应的上升时间就越短，轴 转矩所拥有的速率变化值也会随之增加和之前大多数变频调控方式不同，是采 用直接转矩的调控方式，把交流电动机转矩作为首要调控的要素，控制间隔时 间大致在25 s左右采用直接转矩方法对电动机进行控制的过程中，最重要的是控制电动机的转矩 以及定子磁通量通过运用技术先进的电动机软件系统模型，同时采用高速信号 处理装置对数据信息加以处理，确保了电动机运行状态可以拥有更加快速的更 新频率由于电动机在运行过程中有关参数的真实值和设定值存在一定的差异性, 同时电动机运行时各种参数也一直处于变化状态，所以通过传动装置能够提供 最优化的开关状态，同时也能够对瞬时掉电以及负载波动等问题以最快的速率 进行调控采用直接转矩调控方式，无需专门针对电压或者频率进行分别调控 因此，在直接转矩调控的整个环节，有效地避免一些高频噪音的出现，确保了 系统运行的节能性2 ABB中压变频器在晋华宫矿主斜井皮带机中的应用晋华宫矿在对带式输送机变频控制的改造过程中，采用3台ACS2000型ABB中压 变频装置，其中1台作为主机，2台作为从机。

ACS2000变频装置在进行主从控制过程中，利用直接转矩核心理论，完成对皮 带机的控制变频装置内部通过直接转矩控制方法，建立起了相应的软件模型， 该模型类似于交流电动机工作模型，按照皮带机运行过程中实时监测的电压数 据、电流数据以及开关闭合状态，计算出相对准确的定子磁通量以及电动机转矩 真实值同时，计算而得的参数会被用在输出单元的开关控制过程之中由于每 次进行开关的操作在变频设备中均能够单独确定，因此，能够实现开关状态一 直处于最优状况之下这样也有利于根据不同负载而及时改变转矩，确保转矩能 够被限定在一定范围中，不会发生超调问题如此便能够真正地达到对转矩以及 转速进行实吋调控所设计的主从控制系统，外界的一些数据信息只允许和主机系统中的变频装置 进行连接，主机采用光纤通信方式，把从机控制过程中所使用的转速以及转矩 给定值传输至主机控制之下另外的2个从机中，这样便能够实时地对从机进行 控制3 ABB中压变频器在晋华宫矿主斜井皮带机应用中的经验总结(1) 在晋华宫矿应用ABB中压变频器对皮带机进行变频控制过程中，发现在ABB 中压变频器运行环境温度稍高时，一般超过40C时，就会发出过热警报，此时 应当尤为注意，因为长时间的过热可能导致一些功率器件损坏，也可能导致短 路问题的发牛。

所以，此时应当及时采取降温措施，如在电气室增设空调装置， 或者加强变频器的通风换热，避免变频器温度过高的问题出现，确保变频器运 行的稳定性2) 变频器使用的环境灰尘有时过大，导致电路出现断路问题针对所岀现的问 题，首先对冷却系统进行了检查，发现冷却系统运行正常然后对风道排风系统 进行检查，发现风道存在一定的堵塞，风机无法正常运转，导致系统运行过程 中电流过大，电路出现过热熔断而发生断路问题在清理完风道中的积尘并对电 路维修以后，系统运行正常因此，在变频器的使用过程中，应当定期清理过滤 器以及风道中的灰尘，避免灰尘堵塞风道，影响冷却风机运行，导致系统运行 时内部温度过大的问题出现参考文献[1]王歆儒，李玉忠.基于PLC与变频器的带式输送机集控系统应用分析[J].山 西煤炭，2017 (2) : 68-71.。