1. 变频器在皮带机上节能改造效果的资料
前言：高压变频器已成功应用于电力、冶金、石化、水泥等行业，2009年随着利德华福矢量控制、能量回馈技术的完善，产品也已成功应用于煤矿行业的提升机、皮带机、切片机等多个类型的负载。此次在煤矿皮带机上的成功应用，不仅标志着利德华福的技术已经达到国内外领先水平，也标志着利德华福从此全面进入煤矿市场，进一步奠定其在高压变频行业内第一的地位。本文详细介绍了利德华福高压变频器在煤矿皮带机的应用特点、原理及其重要性。
摘要：本文主要介绍了北京利德华福电气技术有限公司研发的高压变频器在煤矿皮带机上的实际应用情况。该项目采用单台高压变频器拖动两台电机同时运行的直接“一拖多”方案。现场实际应用表明，此方案下，各电机实时转速相等，电流一致性较好，满足皮带运行工况要求。
关键词：煤矿皮带机、一拖多、直接并联、转速转矩、负载平衡、电流均衡.
一、 引言
在大功率皮带传动场合，以往为了实现皮带的软启动，需要使用液力耦合器或者液力软启动器（CST），这类液力传动设备维护工作量大，能耗高，已越来越不能满足用户的要求。
随着高压变频技术的不断进步和完善，其应用范围越来越广泛。本文主要结合北京利德华福公司的HARSVERT-VA系列高压变频器在伊犁双新焦化厂煤矿皮带机上的实际应用情况，对高压变频器在皮带传动场合的应用特点和注意事项进行简要介绍。
二、
应用现场皮带机系统基本情况
双新焦化厂地处新疆伊犁市新源县境内，年设计产煤量为60万吨，属于兵团经营的国有大企业的下属企业，有自己的矿井和火力发电厂等相关企业。
双新焦化厂矿井结构如图（1）所示：单程皮带长度846米，皮带宽度1米。电机50HZ工频运行时，皮带最大速度为2米/秒。矿井倾斜角度15度。井口有两台电机同时运行拖动皮带系统工作，两台电机铭牌参数相同。
图（1） 矿井皮带系统示意图
井口两台电机铭牌中主要参数如表（1）所示。
额定电压
额定电流
额定功率
绝缘等级
变频范围(HZ)
10000V
16.1A
220kW
F
10~50
表（1） 电机铭牌参数
皮带系统主要由以下几部分组成：
（1）皮带机机头，是矿井的出煤口。皮带从井底拖运出来的煤经过机头位置时，自动被抛卸到矿井煤场。实际现场工况见图（2）
图（2）皮带机头出煤实况
（2）卸完煤后的空皮带经过一个转向轮，分别通过1#电机拖动的主动滚筒，和2#电机拖动的从动滚筒后，皮带在经过一个导向轮运行到井底完成一次运煤过程。1#电机、滚筒及导向轮的现场工况如图（3）所示。2#电机、滚筒及导向轮的现场工况如图（4）所示。
图（3） 1#电机、滚筒及导向轮
图（4） 2#电机、滚筒及导向轮
（3）在矿井的底部，装有皮带张紧系统，其主要作用是调节皮带的松紧程度，防止皮带过松导致的两台主动轮打滑现象或者重载溜车现象，以及皮带过紧导致的皮带异常损伤。
（4）皮带机制动与逆止保护装置。皮带机除了变频器的保护系统外，还有自身的一些保护措施，如油压制动系统，逆止装置等。图（5）展现了现场的油压制动系统实况。在两台动力滚筒上各安装了一套油压刹车系统。在停车状态或故障状态下，两台油压刹车处于制动状态。正常生产时，刹车片处于松开状态。图（6）中蓝色部件是皮带机的逆止装置，安装在减速器的低速轴上。皮带机出现重大故障，其它保护失效时，逆止装置通过机械力阻止重载皮带向下溜车。
图（5） 油压刹车系统
图（6） 逆止器
三、煤矿皮带机变频调速系统方案设计及运行效果分析
皮带机多机变频调速系统的核心问题是皮带系统中各电机的转速和转矩平衡问题。在实际应用中，根据现场工艺不同，可以选择不同的变频控制方案。
（1） 直接“一拖多”方案。
此方案中，各电机定子绕组直接并联，统一由一台变频器驱动。由于仅采用1台变频器，此方案具有成本低，占地小的特点。
此方案中，变频器无法对各电机的转矩进行独立的控制，因此各电机的出力由电机参数和皮带系统参数决定。其中，影响电机功率平衡的主要因素是电机的参数差异、电机动力滚筒的直径误差和皮带包络角差异。误差越大，系统中电机的功率差异就越大。在没有人为的设计差别的情况下，一般上述误差都是生产中的加工误差。
电机动力滚筒的直径误差在初期生产中会引起电机功率误差，但由于皮带系统的物理特性，经过一段时间使用和磨损后，这一误差将逐渐减小。
对于能够可靠控制上述这些误差的场合，可以采用此方案，这将大大降低变频调速系统的采购价格。
（2） 多变频器协调控制方案。
在动力电机数量多，单个电机负载差异大，电机排列分散的复杂工况皮带系统，一般可以采用多变频器协调控制方案。
现场每台电机配置一台变频器，所有系统中的高压变频器由一台独立的“协调控制系统”统一协调控制。该协调控制系统通过对各变频器反馈的电机运行状态，协调各变频器的运行指令，各变频器根据该指令对各自的电机进行独立的控制，使各电机转速相同、出力相同。
四、 高压变频器控制方式选择
现场采用的HARSVERT-VA系列高压变频器，控制方式可以根据实际工艺需要，选用“VVVF控制”方式或者“无速度传感器矢量控制”方式。其中，VVVF控制方式适用于轻载启动、负载波动较小的场合，矢量控制方式适用于重载启动或负载波动较大的场合。
斜井皮带机系统在正常启动、运行过程中，启动电流较小，负载波动也较小。但考虑到在事故恢复等特殊情况下，皮带机需要在堆满煤情况下重载启动，因此需要选用“矢量控制”方式。
五、 现场高压变频调速系统基本情况
现场采用北京利德华福公司生产的HARSVERT-VA系列矢量控制高压变频调速系统，其铭牌参数如表（2）所示，其现场照片见图（7）。
额定电压
额定电流
额定功率
变频范围
过载能力
控制方式
10kV
40A
560kW
0~50Hz
200% 60秒
无速度传感器矢量控制
表（2） 高压变频器铭牌参数
图（7） 现场变频器
变频调速系统采用“一拖二”工频自动旁路，如图（8）所示。工频旁路主回路系统由3个隔离开关QS1-QS3和5个真空接触器KM1-KM5组成，KM4与KM5分别与KM2、KM3进行电气互锁。
当1#电机和2#电机同时变频运行时，KM1、KM2和KM3闭合，同时QS1,QS2，QS3闭合。当1#电机和2#电机同时工频运行时，KM4、KM5闭合，同时KM1，KM2，KM3断开。检修变频器时，要求QS1，QS2，QS3断开，使变频器系统处于安全状态，保证检修人员的人身安全。变频器具有本地/远程两种控制方式，即真空接触器的分合操作可以由远程控制系统统一协调控制，也可以在本地手动操作。
图（8） 变频器“一拖二”工频旁路方案
双新焦化厂皮带机系统较为简单，电机数量少，两台电机的负载差异很小，两动力滚筒直径只存在少量加工误差，因此我们采用了直接“一拖多”变频方案。成功投运后，我们在重载工况下对两台负载电机电流进行了监测分析，发现实际电机电流误差很小。电流波形如图（9）所示，图中由上至下依次 为变频器输出电流、1#电机电流、2#电机电流。
图（9）电机电流和变频器电流
六、 结论
本文主要结合北京利德华福公司的HARSVERT-VA系列高压变频器在伊犁双新焦化厂煤矿皮带机上的实际应用情况，对高压变频器在皮带传动场合的应用特点和注意事项进行了简要的介绍，分析了皮带传动系统常用的变频调速方案。
现场应用表明，通过合理选择控制方案，能够用较低的设备投入实现较好的皮带调速控制效果。
参考资料http://www.ld-harvest.com/zhongwen/webdb/select.aspx?id=1054&fid=286
还有山东新风光网站也有这类资料。
2. 煤矿五大生产系统
通风系统：矿井通风系统的主要功能是为井下提供新鲜空气，排除有害气体和粉尘，维持空气质量，保证矿工的呼吸健康和生命安全。通风系统通常包括主要通风机、辅助通风机、风筒、风桥、风门等设施。智能化改造后，通风系统可以实现远程监控和自动调节，提高通风效率，降低事故发生的风险。
供电系统：矿井供电系统是为矿井所有设备提供电能的关键系统，其稳定性直接关系到矿井的安全生产。供电系统通常包括高压开关柜、配电柜、输电线路、变压器等设施。智能化改造后，供电系统可以实现远程监控和自动切换，提高供电可靠性和安全性。
供排水系统（提升）：矿井供排水系统的主要功能是排除矿井涌水和积水，保证矿井的安全生产。供排水系统通常包括水泵、排水管道、提升机、水仓等设施。智能化改造后，供排水系统可以实现远程监控和自动调节，提高排水效率，降低事故发生的风险。
运输系统：矿井运输系统是矿井生产物料和人员的主要运输通道，其效率直接关系到矿井的生产效率。运输系统通常包括皮带输送机、斜井提升机、巷道运输车辆等设施。智能化改造后，运输系统可以实现远程监控和自动调度，提高运输效率，降低事故发生的风险。
压风系统：矿井压风系统主要是为井下提供压缩空气，供给矿工呼吸和机械设备动力。压风系统通常包括空压机、风包、风管、风枪等设施。智能化改造后，压风系统可以实现远程监控和自动调节，提高供风效率，降低事故发生的风险。
3. 煤矿皮带滚筒 类型
在煤矿皮带运输系统中，滚筒作为关键组件之一，其类型多种多样。常见的皮带机滚筒类型包括传动滚筒、卸载滚筒、改向滚筒以及包胶滚筒。传动滚筒是通过动力传递，驱动皮带运行，它通常安装在皮带机的头部，负责将动力传递给皮带。卸载滚筒则安装在皮带机的尾部，主要用于将皮带上的物料卸下。改向滚筒用于改变皮带的运行方向，它们在皮带机中起到了重要的转向作用。包胶滚筒是将橡胶材料包裹在滚筒表面，提高了滚筒与皮带之间的摩擦力，从而增强皮带的运行稳定性。
根据是否有动力，滚筒可以分为电动滚筒和无动力滚筒。电动滚筒内置电机，能够直接驱动皮带运行，适用于需要动力传输的场合。无动力滚筒则不配备动力装置，主要用于调整皮带的方向或承载皮带的重量。电动滚筒和无动力滚筒在安装位置上也有所不同，电动滚筒通常安装在皮带机的头部或尾部，而无动力滚筒则根据实际需要安装在皮带机的中间位置或特定的转向点。
按照安装位置的不同，滚筒可以分为机头滚筒、机尾滚筒和中间滚筒。机头滚筒安装在皮带机的头部，负责接收电机传递的动力，驱动整个皮带系统运行。机尾滚筒则安装在皮带机的尾部，主要用于支撑和调整皮带的运行方向，同时帮助卸载物料。中间滚筒则主要用于改变皮带的运行方向，它们通常安装在皮带机的转弯处或需要调整皮带路径的位置。
为了确保皮带机的高效运行，滚筒的选择和安装需要根据具体的工作环境和需求来进行。不同类型和功能的滚筒，其设计和制造工艺也有所不同，以满足不同应用场景的需求。例如，包胶滚筒通过橡胶材料的包裹，提高了滚筒与皮带之间的摩擦力，从而增强了皮带的运行稳定性，适用于需要高摩擦力的场合。而电动滚筒则通过内置电机直接驱动皮带运行，适用于需要动力传输的场合，提高了皮带机的运行效率。
总之，滚筒作为皮带机的重要组成部分，其类型多样，包括传动滚筒、卸载滚筒、改向滚筒和包胶滚筒等。根据是否有动力，滚筒可以分为电动滚筒和无动力滚筒。按照安装位置的不同，滚筒可以分为机头滚筒、机尾滚筒和中间滚筒。选择合适的滚筒类型，对于确保皮带机的高效运行和延长其使用寿命具有重要意义。
4. 皮带运输机通廊建筑构造内容简介
《皮带运输机通廊建筑构造》国家建筑标准设计图集，适用于设有皮带运输机通廊的各类工业建筑。
该图集包含了钢筋混凝土结构砌体封闭皮带运输机通廊、钢结构压型钢板封闭皮带运输机通廊屋面、地面、墙体等建筑构造的详细设计。
图集中的建筑构造设计深入到施工图的细节，使得设计人员可以直接选用施工图进行设计，大大提高了设计效率。
通过采用钢筋混凝土结构砌体封闭皮带运输机通廊，可以有效防止运输过程中的粉尘、噪音污染，并且能够确保设备的安全稳定运行。
钢结构压型钢板封闭皮带运输机通廊屋面、地面、墙体的设计，则能够提供更好的防水、防潮性能，同时，压型钢板具有强度高、耐腐蚀等特点，适合工业建筑的恶劣环境。
总之，《皮带运输机通廊建筑构造》国家建筑标准设计图集为工业建筑中皮带运输机通廊的建设提供了科学、规范的指导，确保了运输系统的高效、安全运行。
5. 皮带机导料槽的作用是什么
皮带机导料槽的主要作用是提升物料运输效率并有效控制粉尘。具体来说：
提升物料运输效率：
控制粉尘：
增强物料运输安全性：
综上所述，皮带机导料槽在提升物料运输效率、控制粉尘以及增强物料运输安全性方面发挥着重要作用。