包钢（集团）公司白云鄂博铁矿 内蒙古包头 014080
摘要：钢绳芯胶带输送机是上世纪50年代兴起的新型运输工具，其工作原理与普通胶带输送机相同。胶带中用钢绳代替帆布层作芯体，外加橡胶覆盖层制成，所以有很高的强度。能够实现单机长距离运输，使运输系统简化，运输效率高，设备成本、运输成本远远低于一般织物芯体的胶带。
关键词：钢绳芯；胶带；矿山运输
1 前言
从矿山生产与矿岩运输的角度来讲，矿岩胶带运输占据了较高的负荷总量。这是由于矿山矿石运输在很大程度上依赖胶带运输机。胶带运输系统包含了较复杂的部分，系统一旦发生故障很可能影响矿岩运输的全过程，情况严重时还会引发事故。进入新时期后，对于现阶段的矿岩运输有必要进行综合改进，致力于减少胶带系统本身的能耗量并且提升矿岩运输的效能。
2 基本技术原理
变频技术的基本原理在于改变电源频率，进而调节电动机在各个阶段的运转速度。矿岩胶带运输应用变频调速的基本目标在于改善运输效能，确保在最大限度内减少成本并且创造节能效益。具体在调速时，变频技术运用了三相异步电动机作为调速装置，在这其中涉及到电动机转速、极对数与转差率、电网频率等各项要素。经过分析可知，运输机本身的频率与旋转速度二者具有正比关系。具体在进行调速时，对于频率应当进行改变，因此电动机具有相对很宽的速度调节范围。在启动皮带时，对于重载启动与软启动都可以进行相应的调控。由此可见，变频技术在本质上减轻了电网启动造成的皮带冲击。对于空载或者轻载运行而言，胶带输送装置能降低速度，也能在较大限度内避免机械磨损与托辊磨损。胶带运输装置设有张紧皮带的系统，变频技术有助于减缓皮带遭受的磨损，对于皮带运行的时限也可以适当延长。在目前的状况下，变频调速最高可达120%的调速范围，因此适合应用于皮带的高速运行或者低速检修，与此同时也在根源上平衡了各台电动机之间的功率。
3 矿岩胶带运输系统现状
矿山生产环境通常较恶劣，由于受地质条件限制，加之各机电设备各种故障的影响，矿岩连续生产很难实现，时常需频繁启动带式输送机，若电机采用传统方式控制，启动时会产生较大的电流，频繁的大电流启动会对电机造成严重损害，大幅缩短电机的使用寿命。此外，为使矿山运输系统运行得更安全、更可靠，人们实际选用的运输设备运能普遍偏大，矿山运输系统中普遍存在大马拉小车现象，设备运行效率低，耗能大。鼠笼型异步电动机与绕线型异步电动机为国产钢绳芯带式输送机主要使用的电动机。对于有防爆要求的场所，人们通常选用隔爆型鼠笼异步电动机作为动力源，并配合使用液力耦合器，来满足启动需求，实现多机拖动彼此功率平衡。以上控制方式虽然也能完成启动，但调速性差，启动电流大。随着各矿山现代化建设的逐步推进，对带式输送机要求越来越高。主要有：（1）易操作、易控制、易调速，启动特性良好，大启动转矩；（2）节能；（3）性能稳定、工作可靠，易维护；（4）价格便宜。
4 变频系统构成
4.1 变频器
在变频系统内部，变频器设计为交流-直流-交流的调速模式。具体而言，整流装置可以把交流的工频电源变为直流电源，在这之后，交流电源就可以用来保证电动机的顺利运行，为电动机提供所需的电能。对于矿山设计的胶带运输系统，最好选择数字式的交流变频器。相对于传统类型的变频器，中压交流的变频器具备更全面的调控性能。此外，变频器本身也包含了很多通讯接口，这些接口多数构成了串行接口，因此可以连接 PC 机与控制盘。总线适配器应当连接于上位的通信系统，在此基础上密切结合系统诊断、系统调试与系统操作的各个环节。
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4.2 整流电路
对于变频系统而言，隔离变压器可以用来持续供电，在此过程中需要借助整流电路来具体实现。通常情况下，系统可以划分很多的脉冲方式。隔离变压器包含了双重的次级绕组，二者具有30°的相位差。具体在操作时，如果选择了24脉冲，那么应当配备4个系统次级绕组，各个绕组应当调整为15°的相位差。逆变器与滤波器可以直接连接在一起，在此基础上对高频电压进行了相应的输出限制。对于标准型的变频器，二极管应当串联于12 脉冲，通过这种措施来限制谐波，进而确保符合电磁兼容的基本需要。
4.3 人机接口
胶带运输机所应用的变频调速包含了多个串行接口，这些接口都构成了通讯接口。具体在通讯时，PC机与控制板都可以完成系统的通信。此外，上位控制系统也可以匹配各种类型的总线适配器，从而实现多项的系统控制性能。对于电路与电机而言，变频器应当提供必需的保护。具体的措施为：变频器设有故障报警的性能，在此基础上还可以用于判断电机失速、通讯系统故障、系统过载或者欠载、充电电源故障、整流桥短路或电机缺相等各种类型故障。在条件允许时，系统可以更改设置的参数值，用户通过改变常用组的方式就可以修改与之相关的各项参数。变频器具备故障报警的基本性能，可以配合鼠笼感应式的电动机，二者共同来实现系统报警的性能。
5 具体技术应用
胶带运输在进行调速时，变频驱动器设置了可调控的变频电源，对于系统内部的工频电源进行了相应转换。在转换电源的基础上，变频调控系统就能驱动胶带，进而实现矿山运输的全过程。在这其中，电源可以用于实时性的系统控制，控制对象包括了开关量、驱动器的启停、装置的调速等。在必要的时候，变频驱动器就能依照实时性的信号来实现减速加速或者启停控制。
变频器设有内部的控制器，对此可以完成实时性的胶带保护。这是由于，控制器通常可以用于调控皮带机，对于运行中的胶带张力也能予以调节。胶带输送系统设置了尾部的减速与加速按钮，具体在操作时可以随时进行调速，方便了矿山生产与原煤运输。此外，变频装置还设有水泵系统，运用循环水冷的措施来完成散热板的调节，同时也能抽取系统内部的冷却水。相比于传统调速模式，变频调控下的煤炭运输机更能保证平稳启动与平稳停止，进而在根源上减小了30%或者更多的系统张力。运输系统的胶带具有更长的使用年限，强度等级也因此得到增强。
经过变频改造之后，相比于直接启动的模式，采用变频拖动的措施具有鲜明的技术优势。这主要是由于变频拖动胶带的方式减小了启动电流，对于电网冲击也进行了相应的减轻。变频电网包含了很多设备，运用变频技术的措施有利于减轻相关设备遭受的启动干扰。改造后的运输系统可以自行调节停止时间与启动时间，系统的可调性有利于减轻启停环节中的速度冲击，进而确保了更平稳的系统停车与系统启动。与此同时，传动装置遭受的机械冲击也由此得到减轻。胶带运输机在实现重载启动时，变频器设计为矢量控制的模式，这种模式提升了系统的有功功率，因此也体现了变频调控的独特优势。
6结语
相比于传统技术，变频技术被应用于胶带运输有助于转变装置运行模式，因此在本质上符合了自动化的矿山生产目标。与此同时，应用变频技术还能在最大限度内减少对胶带系统的手工操作，确保符合更高层次的性能。截至目前，矿山运输涉及到的胶带运输装置正在逐步改进，然而并没有真正实现完善。未来在实践中，企业及其相关人员仍需要归纳经验，密切结合胶带运输与变频技术，致力于研究提升矿岩运输系统的综合效能。
参考文献：
[1]叶的旺.变频技术在煤矿井下胶带运输系统中的应用[J].中小企业管理与科技，2012（05）
[2]权嗣威.变频技术在井下皮带运输系统中的应用[J].机械管理开发，2013（03）
论文作者:张炜,李明杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/20
标签：胶带论文; 系统论文; 变频器论文; 矿山论文; 技术论文; 电动机论文; 装置论文; 《防护工程》2017年第15期论文;