1. 變頻器在皮帶機上節能改造效果的資料
前言：高壓變頻器已成功應用於電力、冶金、石化、水泥等行業，2009年隨著利德華福矢量控制、能量回饋技術的完善，產品也已成功應用於煤礦行業的提升機、皮帶機、切片機等多個類型的負載。此次在煤礦皮帶機上的成功應用，不僅標志著利德華福的技術已經達到國內外領先水平，也標志著利德華福從此全面進入煤礦市場，進一步奠定其在高壓變頻行業內第一的地位。本文詳細介紹了利德華福高壓變頻器在煤礦皮帶機的應用特點、原理及其重要性。
摘要：本文主要介紹了北京利德華福電氣技術有限公司研發的高壓變頻器在煤礦皮帶機上的實際應用情況。該項目採用單台高壓變頻器拖動兩台電機同時運行的直接「一拖多」方案。現場實際應用表明，此方案下，各電機實時轉速相等，電流一致性較好，滿足皮帶運行工況要求。
關鍵詞：煤礦皮帶機、一拖多、直接並聯、轉速轉矩、負載平衡、電流均衡.
一、 引言
在大功率皮帶傳動場合，以往為了實現皮帶的軟啟動，需要使用液力耦合器或者液力軟啟動器（CST），這類液力傳動設備維護工作量大，能耗高，已越來越不能滿足用戶的要求。
隨著高壓變頻技術的不斷進步和完善，其應用范圍越來越廣泛。本文主要結合北京利德華福公司的HARSVERT-VA系列高壓變頻器在伊犁雙新焦化廠煤礦皮帶機上的實際應用情況，對高壓變頻器在皮帶傳動場合的應用特點和注意事項進行簡要介紹。
二、
應用現場皮帶機系統基本情況
雙新焦化廠地處新疆伊犁市新源縣境內，年設計產煤量為60萬噸，屬於兵團經營的國有大企業的下屬企業，有自己的礦井和火力發電廠等相關企業。
雙新焦化廠礦井結構如圖（1）所示：單程皮帶長度846米，皮帶寬度1米。電機50HZ工頻運行時，皮帶最大速度為2米/秒。礦井傾斜角度15度。井口有兩台電機同時運行拖動皮帶系統工作，兩台電機銘牌參數相同。
圖（1） 礦井皮帶系統示意圖
井口兩台電機銘牌中主要參數如表（1）所示。
額定電壓
額定電流
額定功率
絕緣等級
變頻范圍(HZ)
10000V
16.1A
220kW
F
10~50
表（1） 電機銘牌參數
皮帶系統主要由以下幾部分組成：
（1）皮帶機機頭，是礦井的出煤口。皮帶從井底拖運出來的煤經過機頭位置時，自動被拋卸到礦井煤場。實際現場工況見圖（2）
圖（2）皮帶機頭出煤實況
（2）卸完煤後的空皮帶經過一個轉向輪，分別通過1#電機拖動的主動滾筒，和2#電機拖動的從動滾筒後，皮帶在經過一個導向輪運行到井底完成一次運煤過程。1#電機、滾筒及導向輪的現場工況如圖（3）所示。2#電機、滾筒及導向輪的現場工況如圖（4）所示。
圖（3） 1#電機、滾筒及導向輪
圖（4） 2#電機、滾筒及導向輪
（3）在礦井的底部，裝有皮帶張緊系統，其主要作用是調節皮帶的松緊程度，防止皮帶過松導致的兩台主動輪打滑現象或者重載溜車現象，以及皮帶過緊導致的皮帶異常損傷。
（4）皮帶機制動與逆止保護裝置。皮帶機除了變頻器的保護系統外，還有自身的一些保護措施，如油壓制動系統，逆止裝置等。圖（5）展現了現場的油壓制動系統實況。在兩台動力滾筒上各安裝了一套油壓剎車系統。在停車狀態或故障狀態下，兩台油壓剎車處於制動狀態。正常生產時，剎車片處於松開狀態。圖（6）中藍色部件是皮帶機的逆止裝置，安裝在減速器的低速軸上。皮帶機出現重大故障，其它保護失效時，逆止裝置通過機械力阻止重載皮帶向下溜車。
圖（5） 油壓剎車系統
圖（6） 逆止器
三、煤礦皮帶機變頻調速系統方案設計及運行效果分析
皮帶機多機變頻調速系統的核心問題是皮帶系統中各電機的轉速和轉矩平衡問題。在實際應用中，根據現場工藝不同，可以選擇不同的變頻控制方案。
（1） 直接「一拖多」方案。
此方案中，各電機定子繞組直接並聯，統一由一台變頻器驅動。由於僅採用1台變頻器，此方案具有成本低，佔地小的特點。
此方案中，變頻器無法對各電機的轉矩進行獨立的控制，因此各電機的出力由電機參數和皮帶系統參數決定。其中，影響電機功率平衡的主要因素是電機的參數差異、電機動力滾筒的直徑誤差和皮帶包絡角差異。誤差越大，系統中電機的功率差異就越大。在沒有人為的設計差別的情況下，一般上述誤差都是生產中的加工誤差。
電機動力滾筒的直徑誤差在初期生產中會引起電機功率誤差，但由於皮帶系統的物理特性，經過一段時間使用和磨損後，這一誤差將逐漸減小。
對於能夠可靠控制上述這些誤差的場合，可以採用此方案，這將大大降低變頻調速系統的采購價格。
（2） 多變頻器協調控制方案。
在動力電機數量多，單個電機負載差異大，電機排列分散的復雜工況皮帶系統，一般可以採用多變頻器協調控制方案。
現場每台電機配置一台變頻器，所有系統中的高壓變頻器由一台獨立的「協調控制系統」統一協調控制。該協調控制系統通過對各變頻器反饋的電機運行狀態，協調各變頻器的運行指令，各變頻器根據該指令對各自的電機進行獨立的控制，使各電機轉速相同、出力相同。
四、 高壓變頻器控制方式選擇
現場採用的HARSVERT-VA系列高壓變頻器，控制方式可以根據實際工藝需要，選用「VVVF控制」方式或者「無速度感測器矢量控制」方式。其中，VVVF控制方式適用於輕載啟動、負載波動較小的場合，矢量控制方式適用於重載啟動或負載波動較大的場合。
斜井皮帶機系統在正常啟動、運行過程中，啟動電流較小，負載波動也較小。但考慮到在事故恢復等特殊情況下，皮帶機需要在堆滿煤情況下重載啟動，因此需要選用「矢量控制」方式。
五、 現場高壓變頻調速系統基本情況
現場採用北京利德華福公司生產的HARSVERT-VA系列矢量控制高壓變頻調速系統，其銘牌參數如表（2）所示，其現場照片見圖（7）。
額定電壓
額定電流
額定功率
變頻范圍
過載能力
控制方式
10kV
40A
560kW
0~50Hz
200% 60秒
無速度感測器矢量控制
表（2） 高壓變頻器銘牌參數
圖（7） 現場變頻器
變頻調速系統採用「一拖二」工頻自動旁路，如圖（8）所示。工頻旁路主迴路系統由3個隔離開關QS1-QS3和5個真空接觸器KM1-KM5組成，KM4與KM5分別與KM2、KM3進行電氣互鎖。
當1#電機和2#電機同時變頻運行時，KM1、KM2和KM3閉合，同時QS1,QS2，QS3閉合。當1#電機和2#電機同時工頻運行時，KM4、KM5閉合，同時KM1，KM2，KM3斷開。檢修變頻器時，要求QS1，QS2，QS3斷開，使變頻器系統處於安全狀態，保證檢修人員的人身安全。變頻器具有本地/遠程兩種控制方式，即真空接觸器的分合操作可以由遠程式控制制系統統一協調控制，也可以在本地手動操作。
圖（8） 變頻器「一拖二」工頻旁路方案
雙新焦化廠皮帶機系統較為簡單，電機數量少，兩台電機的負載差異很小，兩動力滾筒直徑只存在少量加工誤差，因此我們採用了直接「一拖多」變頻方案。成功投運後，我們在重載工況下對兩台負載電機電流進行了監測分析，發現實際電機電流誤差很小。電流波形如圖（9）所示，圖中由上至下依次 為變頻器輸出電流、1#電機電流、2#電機電流。
圖（9）電機電流和變頻器電流
六、 結論
本文主要結合北京利德華福公司的HARSVERT-VA系列高壓變頻器在伊犁雙新焦化廠煤礦皮帶機上的實際應用情況，對高壓變頻器在皮帶傳動場合的應用特點和注意事項進行了簡要的介紹，分析了皮帶傳動系統常用的變頻調速方案。
現場應用表明，通過合理選擇控制方案，能夠用較低的設備投入實現較好的皮帶調速控制效果。
參考資料http://www.ld-harvest.com/zhongwen/webdb/select.aspx?id=1054&fid=286
還有山東新風光網站也有這類資料。
2. 煤礦五大生產系統
通風系統：礦井通風系統的主要功能是為井下提供新鮮空氣，排除有害氣體和粉塵，維持空氣質量，保證礦工的呼吸健康和生命安全。通風系統通常包括主要通風機、輔助通風機、風筒、風橋、風門等設施。智能化改造後，通風系統可以實現遠程監控和自動調節，提高通風效率，降低事故發生的風險。
供電系統：礦井供電系統是為礦井所有設備提供電能的關鍵系統，其穩定性直接關繫到礦井的安全生產。供電系統通常包括高壓開關櫃、配電櫃、輸電線路、變壓器等設施。智能化改造後，供電系統可以實現遠程監控和自動切換，提高供電可靠性和安全性。
供排水系統（提升）：礦井供排水系統的主要功能是排除礦井涌水和積水，保證礦井的安全生產。供排水系統通常包括水泵、排水管道、提升機、水倉等設施。智能化改造後，供排水系統可以實現遠程監控和自動調節，提高排水效率，降低事故發生的風險。
運輸系統：礦井運輸系統是礦井生產物料和人員的主要運輸通道，其效率直接關繫到礦井的生產效率。運輸系統通常包括皮帶輸送機、斜井提升機、巷道運輸車輛等設施。智能化改造後，運輸系統可以實現遠程監控和自動調度，提高運輸效率，降低事故發生的風險。
壓風系統：礦井壓風系統主要是為井下提供壓縮空氣，供給礦工呼吸和機械設備動力。壓風系統通常包括空壓機、風包、風管、風槍等設施。智能化改造後，壓風系統可以實現遠程監控和自動調節，提高供風效率，降低事故發生的風險。
3. 煤礦皮帶滾筒 類型
在煤礦皮帶運輸系統中，滾筒作為關鍵組件之一，其類型多種多樣。常見的皮帶機滾筒類型包括傳動滾筒、卸載滾筒、改向滾筒以及包膠滾筒。傳動滾筒是通過動力傳遞，驅動皮帶運行，它通常安裝在皮帶機的頭部，負責將動力傳遞給皮帶。卸載滾筒則安裝在皮帶機的尾部，主要用於將皮帶上的物料卸下。改向滾筒用於改變皮帶的運行方向，它們在皮帶機中起到了重要的轉向作用。包膠滾筒是將橡膠材料包裹在滾筒表面，提高了滾筒與皮帶之間的摩擦力，從而增強皮帶的運行穩定性。
根據是否有動力，滾筒可以分為電動滾筒和無動力滾筒。電動滾筒內置電機，能夠直接驅動皮帶運行，適用於需要動力傳輸的場合。無動力滾筒則不配備動力裝置，主要用於調整皮帶的方向或承載皮帶的重量。電動滾筒和無動力滾筒在安裝位置上也有所不同，電動滾筒通常安裝在皮帶機的頭部或尾部，而無動力滾筒則根據實際需要安裝在皮帶機的中間位置或特定的轉向點。
按照安裝位置的不同，滾筒可以分為機頭滾筒、機尾滾筒和中間滾筒。機頭滾筒安裝在皮帶機的頭部，負責接收電機傳遞的動力，驅動整個皮帶系統運行。機尾滾筒則安裝在皮帶機的尾部，主要用於支撐和調整皮帶的運行方向，同時幫助卸載物料。中間滾筒則主要用於改變皮帶的運行方向，它們通常安裝在皮帶機的轉彎處或需要調整皮帶路徑的位置。
為了確保皮帶機的高效運行，滾筒的選擇和安裝需要根據具體的工作環境和需求來進行。不同類型和功能的滾筒，其設計和製造工藝也有所不同，以滿足不同應用場景的需求。例如，包膠滾筒通過橡膠材料的包裹，提高了滾筒與皮帶之間的摩擦力，從而增強了皮帶的運行穩定性，適用於需要高摩擦力的場合。而電動滾筒則通過內置電機直接驅動皮帶運行，適用於需要動力傳輸的場合，提高了皮帶機的運行效率。
總之，滾筒作為皮帶機的重要組成部分，其類型多樣，包括傳動滾筒、卸載滾筒、改向滾筒和包膠滾筒等。根據是否有動力，滾筒可以分為電動滾筒和無動力滾筒。按照安裝位置的不同，滾筒可以分為機頭滾筒、機尾滾筒和中間滾筒。選擇合適的滾筒類型，對於確保皮帶機的高效運行和延長其使用壽命具有重要意義。
4. 皮帶運輸機通廊建築構造內容簡介
《皮帶運輸機通廊建築構造》國家建築標准設計圖集，適用於設有皮帶運輸機通廊的各類工業建築。
該圖集包含了鋼筋混凝土結構砌體封閉皮帶運輸機通廊、鋼結構壓型鋼板封閉皮帶運輸機通廊屋面、地面、牆體等建築構造的詳細設計。
圖集中的建築構造設計深入到施工圖的細節，使得設計人員可以直接選用施工圖進行設計，大大提高了設計效率。
通過採用鋼筋混凝土結構砌體封閉皮帶運輸機通廊，可以有效防止運輸過程中的粉塵、噪音污染，並且能夠確保設備的安全穩定運行。
鋼結構壓型鋼板封閉皮帶運輸機通廊屋面、地面、牆體的設計，則能夠提供更好的防水、防潮性能，同時，壓型鋼板具有強度高、耐腐蝕等特點，適合工業建築的惡劣環境。
總之，《皮帶運輸機通廊建築構造》國家建築標准設計圖集為工業建築中皮帶運輸機通廊的建設提供了科學、規范的指導，確保了運輸系統的高效、安全運行。
5. 皮帶機導料槽的作用是什麼
皮帶機導料槽的主要作用是提升物料運輸效率並有效控制粉塵。具體來說：
提升物料運輸效率：
控制粉塵：
增強物料運輸安全性：
綜上所述，皮帶機導料槽在提升物料運輸效率、控制粉塵以及增強物料運輸安全性方面發揮著重要作用。