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摘要：随着科学技术的迅速发展，变频技术在煤矿中的应用越来越广泛，变频调速技术具有调速范围大、稳定性好、运行效率高，不仅可实现恒转矩，还可实现恒功率调速.介绍了变频器在煤矿主井胶带机上应用的优越性，阐述了变频器选型的一般原则，着重对变频器在煤矿主井胶带输送机的选型使用进行了分析，并确定了矿用主井胶带输送机选型必须满足的条件。
关键词：变频器；胶带输送机；应用
变频器就是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的
电能控制装置，其优点是调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，
而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变
极调速、直流调速等调速系统，广泛的应用于胶带输送机用于交流电动机的控制。
一、变频器在主井胶带输送机拖动上的应用
胶带输送机是煤矿生产中的主要运输工具，而主井胶带运输机系统是重中之重。该系统的正常运行直接影响矿井安全生产，因此，主井胶带输送机的稳定运行就显得尤为重要。随着变频技术的日趋成熟，变频器逐步应用到煤矿
1.1优越的软起动特性
胶带输送机的起动过程是一个不稳定的工况，由于所采用的交流电机特性的影响，输送帶中的动张力往往在起动过程中达到最大值。输送带是一个粘弹性体，在驱动力的作用下会产生粘弹性变形，由于不稳定而产生动张力，同时输送带在起动前各部分的静阻力各不相同，是一个逐级起动的过程。对输送带中的某一带段来说，只有它两端的拉力差大于它所受的静阻力时，才会起动。在起动的一瞬间，静阻力变为动阻力，带段开始运动。在这一过程中，由于静阻力到动阻力的突变，使输送带产生振动，导致输送带截面内的动张力上升。因此，软起动特性是胶带输送机驱动系统的首选目标。而变频器的起动时间是任意可调的，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的s型加速、减速时间，这样可将胶带输送机起停时产生的冲击减至最小。
1.2功率平衡
煤矿井下胶带输送机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动，每个驱动滚筒由单一的一台电机拖动，为了保证系统内的同步性能，首先要求位于机头的各滚筒应同步启停，在某一电机故障时能系统停机，同时为了保证系统的运输能力，应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差，便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小。因此可以通过单独的控制系统进行系统内各电机的电流值，再通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡，这便形成了一个动态的功率平衡系统。
1.3平稳的重载起动
胶带输送机在输煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动，必须考虑“重载起动”能力。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5.2倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。重载起动起动特性见下图。
1.4验带功能
煤矿的生产运输系统多为以胶带输送机为主，运输系统检修维护的主要工作是胶带输送机的检修维护，低速验带功能是胶带输送机的检修的主要要求。变频调速系统为无级调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作于5%-100%额定带速范围内的任意带速长期工作。
二、变频器的应用
西门子罗宾康高压变频器通过将固定频率，固定电压的供用电源转换为可调
频率、可变电压的电源而改变电机速度，这种变换是电子式的，无任何运动部件，
与老式变频器不同，在转换过程中不会产生用户不希望的副作用。
1.主回路：采用6KV 电源供电，变频器为单元串联方式。
2.控制系统：控制系统由信号接口板和转换板，一块A/D 转换板，一块奔
腾处理器板，一块数字调制器板和两块光纤接口板组成。
（1）信号接口板处理从变频器收集到的反馈信号。该板上的电路先将反馈信号进行量程转换和滤波，然后再通过50 芯电缆送到A/D 转换板。该板同时包含一路模拟量输入信号和一路继电器触点连接，继电器触点通常用于紧急停止。
（2）A/D 转换板的功能为对输入输出电压和电流进行采样并将其转换成数
字量送到奔腾处理器。采样速率从3KHz 到6KHz 变化，是载波频率（也是IGBT
的开关频率）和系统中“有效”单元数的函数。数字调制器板产生控制A/D 转
换开始采样的信号。一旦A/D 转换采样结束，它们产生一个中断请求到处理器以开始计算周期。
（3）奔腾处理器完成电机控制的所有功能并产生数字调制器的三相电压指
令。另外，它检测输入电压和电流以提供表计功能（如功率因数，输入功率和
谐波计算），输入保护（过流，无功电流过大，欠压和单相）以及输入电压值，
用于同步切换的频率和相位角。
（4）数字调制器包括一主三从四个调制器EPLD（可擦除的可编程逻辑器件），运行相同的指令代码。每个EPLD提供6个完美无谐波单元的通讯。主EPLD包含用来与处理器通讯的寄存器。对每相电压指令，处理器向EPLD写入两个数值，第一个是当前时刻，第二个是半个采样周期已过去的时刻。电压增加时，对应的数值也写入EPLD中。这些指令每一个采样周期写入一次。
（5）主EPLD建立一组定时信号使控制软件采样反馈信号并执行控制、监测算法。这些定时信号使所有EPLD 每9到11毫秒同时向单元传递一次信息。该时间（决定于处理器并）基于变频器的配置，在特定配置下该值是固定的。每次传输周期中，每个EPLD 执行内插法，产生相移载波，进行脉宽调制（PWM）以及单元通讯。每个单元的PWM 指令及其工作模式被装在一个8位的数据包（5M波特率）中通过光纤电缆接口传送到单元中。作为响应，调制器从每个单元收到相似的8位数据包。单元的返回信息包含由EPLD 解码的状态位并传送到处理器。在故障时其它EPLD也受到影响。与单元发送和接收信息相关的代码部分称为FOLA（光纤链接适配器）。
3.控制模式：变频器使用矢量控制方式来控制感应电机。矢量控制提供一种易于实现的控制结构，但控制性能几乎与直流电机一样。
4.故障和报警：主控系统通过硬件直接检测或通过软件检测所有变频器故障。
如果出现故障或报警，将在面板上显示出来。主控软件和硬件检测故障和报警并将它们保存在故障记录器中，故障可以是直接检测到的硬件故障，也可能是
由软件产生的。单元故障由每个功率单元内的单元控制板上的单元控制系统逻辑检测，每个功率单元有自己的检测电路；主控系统根据发生故障的单元及故障的内容对单元故障进行解释、显示和记录。
结束语
矿山胶带机变频调速系统具有控制性能优良、操作简便、运行效率高、维护工作量小、多点驱动功率自动平衡等诸多优点，随着变频调速技术的日益成熟与能源节约要求的必然趋势，它正成为矿山运输设备传动的发展方向。
参考文献
[1]李峰松、苗佩军.变频器在胶带输送机中的应用[J].科技信息.2008（23）
[2]谢锡纯、李晓豁.矿山机械与设备.中国矿业大学2005
[3]方大千、变频器、软起动器及plc实用技术问答[m].北京：人民邮电出版社，2007.
[4]刘美俊.通用变频器应用技术[m].福州.福建科学技术出版社，2005.
关键词：变频器；胶带输送机；应用
变频器就是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的
电能控制装置，其优点是调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，
而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变
极调速、直流调速等调速系统，广泛的应用于胶带输送机用于交流电动机的控制。
一、变频器在主井胶带输送机拖动上的应用
胶带输送机是煤矿生产中的主要运输工具，而主井胶带运输机系统是重中之重。该系统的正常运行直接影响矿井安全生产，因此，主井胶带输送机的稳定运行就显得尤为重要。随着变频技术的日趋成熟，变频器逐步应用到煤矿
1.1优越的软起动特性
胶带输送机的起动过程是一个不稳定的工况，由于所采用的交流电机特性的影响，输送帶中的动张力往往在起动过程中达到最大值。输送带是一个粘弹性体，在驱动力的作用下会产生粘弹性变形，由于不稳定而产生动张力，同时输送带在起动前各部分的静阻力各不相同，是一个逐级起动的过程。对输送带中的某一带段来说，只有它两端的拉力差大于它所受的静阻力时，才会起动。在起动的一瞬间，静阻力变为动阻力，带段开始运动。在这一过程中，由于静阻力到动阻力的突变，使输送带产生振动，导致输送带截面内的动张力上升。因此，软起动特性是胶带输送机驱动系统的首选目标。而变频器的起动时间是任意可调的，同时为了平稳起动，还可匹配其具备的s型加速、减速时间，这样可将胶带输送机起停时产生的冲击减至最小。
1.2功率平衡
煤矿井下胶带输送机系统多为双滚筒驱动或多滚筒驱动，每个驱动滚筒由单一的一台电机拖动，为了保证系统内的同步性能，首先要求位于机头的各滚筒应同步启停，在某一电机故障时能系统停机，同时为了保证系统的运输能力，应尽量保证各滚筒之间的功率平衡。通过调整相应两变频器的速度给定来调整两电机之间的速度差，便可以任意增大或减小两驱动电机的电流差值的大小。因此可以通过单独的控制系统进行系统内各电机的电流值，再通过调整各电机的速度来使各电机电流值逐步趋于平衡，这便形成了一个动态的功率平衡系统。
1.3平稳的重载起动
胶带输送机在输煤过程中任意一刻都可能立即停车再重新起动，必须考虑“重载起动”能力。另外由于采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转可输出1.5.2倍额定转矩，因此最适于“重载起动”。重载起动起动特性见下图。
1.4验带功能
煤矿的生产运输系统多为以胶带输送机为主，运输系统检修维护的主要工作是胶带输送机的检修维护，低速验带功能是胶带输送机的检修的主要要求。变频调速系统为无级调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作于5%-100%额定带速范围内的任意带速长期工作。
二、变频器的应用
西门子罗宾康高压变频器通过将固定频率，固定电压的供用电源转换为可调
频率、可变电压的电源而改变电机速度，这种变换是电子式的，无任何运动部件，
与老式变频器不同，在转换过程中不会产生用户不希望的副作用。
1.主回路：采用6KV 电源供电，变频器为单元串联方式。
2.控制系统：控制系统由信号接口板和转换板，一块A/D 转换板，一块奔
腾处理器板，一块数字调制器板和两块光纤接口板组成。
（1）信号接口板处理从变频器收集到的反馈信号。该板上的电路先将反馈信号进行量程转换和滤波，然后再通过50 芯电缆送到A/D 转换板。该板同时包含一路模拟量输入信号和一路继电器触点连接，继电器触点通常用于紧急停止。
（2）A/D 转换板的功能为对输入输出电压和电流进行采样并将其转换成数
字量送到奔腾处理器。采样速率从3KHz 到6KHz 变化，是载波频率（也是IGBT
的开关频率）和系统中“有效”单元数的函数。数字调制器板产生控制A/D 转
换开始采样的信号。一旦A/D 转换采样结束，它们产生一个中断请求到处理器以开始计算周期。
（3）奔腾处理器完成电机控制的所有功能并产生数字调制器的三相电压指
令。另外，它检测输入电压和电流以提供表计功能（如功率因数，输入功率和
谐波计算），输入保护（过流，无功电流过大，欠压和单相）以及输入电压值，
用于同步切换的频率和相位角。
（4）数字调制器包括一主三从四个调制器EPLD（可擦除的可编程逻辑器件），运行相同的指令代码。每个EPLD提供6个完美无谐波单元的通讯。主EPLD包含用来与处理器通讯的寄存器。对每相电压指令，处理器向EPLD写入两个数值，第一个是当前时刻，第二个是半个采样周期已过去的时刻。电压增加时，对应的数值也写入EPLD中。这些指令每一个采样周期写入一次。
（5）主EPLD建立一组定时信号使控制软件采样反馈信号并执行控制、监测算法。这些定时信号使所有EPLD 每9到11毫秒同时向单元传递一次信息。该时间（决定于处理器并）基于变频器的配置，在特定配置下该值是固定的。每次传输周期中，每个EPLD 执行内插法，产生相移载波，进行脉宽调制（PWM）以及单元通讯。每个单元的PWM 指令及其工作模式被装在一个8位的数据包（5M波特率）中通过光纤电缆接口传送到单元中。作为响应，调制器从每个单元收到相似的8位数据包。单元的返回信息包含由EPLD 解码的状态位并传送到处理器。在故障时其它EPLD也受到影响。与单元发送和接收信息相关的代码部分称为FOLA（光纤链接适配器）。
3.控制模式：变频器使用矢量控制方式来控制感应电机。矢量控制提供一种易于实现的控制结构，但控制性能几乎与直流电机一样。
4.故障和报警：主控系统通过硬件直接检测或通过软件检测所有变频器故障。
如果出现故障或报警，将在面板上显示出来。主控软件和硬件检测故障和报警并将它们保存在故障记录器中，故障可以是直接检测到的硬件故障，也可能是
由软件产生的。单元故障由每个功率单元内的单元控制板上的单元控制系统逻辑检测，每个功率单元有自己的检测电路；主控系统根据发生故障的单元及故障的内容对单元故障进行解释、显示和记录。
结束语
矿山胶带机变频调速系统具有控制性能优良、操作简便、运行效率高、维护工作量小、多点驱动功率自动平衡等诸多优点，随着变频调速技术的日益成熟与能源节约要求的必然趋势，它正成为矿山运输设备传动的发展方向。
参考文献
[1]李峰松、苗佩军.变频器在胶带输送机中的应用[J].科技信息.2008（23）
[2]谢锡纯、李晓豁.矿山机械与设备.中国矿业大学2005
[3]方大千、变频器、软起动器及plc实用技术问答[m].北京：人民邮电出版社，2007.
[4]刘美俊.通用变频器应用技术[m].福州.福建科学技术出版社，2005.