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1、 下运带式输机电控系统分析下运带式输机电控系统分析摘要：根据下运带式输送机的运行工况，从驱动、控制、保护等三方面，分析研究了在主电源电压为 380v 时，下运带式输送机的电控系统方案。关键词：控制、变频、保护the transport belt transmission and electrical control systems analysisliuqijun，xujinguihenan longyu energy co.， ltd.， mechanical and electrical system repair plant yongcheng， henan，476600nanjing
2、branch law automation equipment co.， ltd.nanjing，jiangsu，210000abstract： according to the operating conditions under the belt conveyor， drive， control， protection， analysis of when the main power supply voltage of 380v， belt conveyor， electric control system.keywords： control， frequency conversion，
3、protection下运带式运输机电控技术方案包括：驱动、控制、保护和通讯四大部分，达到较高的控制水平：a）高精度的转矩控制；b）多机运行过程中的功率平衡；c）解决输送机的软起、软停及过程控制。1.下运带式输送机原始设计参数某铁矿需要一部胶带输送机，输送铁矿石原料，输送距离1400m；最大倾角 14 ；物料提高280 米；输送速度 2m/s；运量 600t/h；环境温度30 ；电源电压：ac380v。2.下运带式输送机电控方案的选择根据原始参数经过计算，选取 b=1000mm 胶带输送机，选用四台185kw 变频电机做驱动（3 用 1 备） ，采用盘形制动器、液压张紧等配置。由于该带式输送机属
4、于下运物料，电机与减速器的连接只能采用硬连接，电源电压是 380v，电机总功率又较大，启动电流较大，对电网冲击较大。因此我们选择变频电机，采用高性能变频器，通过控制频率实现低速启动，减小启动电流，从而减小对电网的冲击，实现电机平稳启动。3. 下运带式输送机电机驱动要求3. 1 电动机的驱动采用 380v 变频软启动、运行、停止，应能满足皮带机在空载和满载时 02 米/秒速度启动、运行、停止；启动时间可调，具备 11.5 米/秒的验带功能；3. 2 变频器采用先进的 dtc 控制技术，保证转矩输出与期望的转矩一致，具有 profibusdp 通讯接口，便于和 plc 及上位机通讯组网；3. 3
5、变频器具有以下诊断和保护功能：失压、过压、过流、温度过高检测与脱扣；变频器输出端短路检测与脱扣；接地故障检测与脱扣；电动机失速保护；电子式 i2t 电动机保护；4. 下运带式输送机保护及电控技术要求4.1 系统功能系统全部按照本质安全性能设计，系统适合在恶劣环境下使用，系统可以实现自动、单机、检修三种功能。4.2 技术参数及要求4.2.1 皮带机控制系统、变频器应与制动闸控制系统配合，实现平稳轻重载启动、停车、紧急停车；4.2.2 拉绳开关，手动复位，任意一个动作全线停机；根据栈桥特点按需选择双侧、单侧；4.2.3 跑偏开关防护等级为 ip54，绝缘等级为 f 级，一级报警，二级停机。5. 技
6、术方案说明系统组成：系统由驱动、控制、保护三大部分，协调运行，共同完成下运带式输送机的软起、软停和过程控制。5.1 驱动系统变频软起动控制器，其调速原理是从电机特性出发的。交流电动机转速的表达式为：n=p60/ f （1s）其中：f定子供电电源的频率p电动机的极对数s电动机的转差率由上式可知，当平滑地改变 f 时，n 也可得到平稳的改变。所以，变频调速技术的关键是如何获得频率可变的大功率供电电源。本方案驱动部分采用 acs800 系列交流变频软起动控制器，内装原装 abb acs800 380v，标准负载 315kw 变频器，其整流回馈采用有源 igbt 整流回馈。变频软起动控制器输入输出均为
7、ac380v。在下运带式输送机的运行过程中，本方案采用 dtc 控制的acs800 变频器，这是因为 dtc 控制使变频器的调速性能得到了充分发挥。dtc 控制原理图如下：dtc（direct torque control）即直接转矩控制，这种 dtc 控制系统具有以下功能：1） 自动换向变频技术2）机械制动应用技术3） 变频软起动控制器能提供无温度传感器的温度自动补偿。保证转矩输出与期望的转矩一致。4） 在低频运行时，有自动转矩提升功能，能保证 200%额定输出转矩。5）具有功率平衡功能，起动和运行过程中具有功率平衡功能。6）变频器配置 lcl、输出电抗器及 rfi 滤波器，可严格控制对电网
8、的高次谐波污染，变频器产生的总谐波电流小于 5%。5.2 控制部分系统设置一可编程 plc 控制箱。5.2.1 控制系统系统硬件配置本方案的控制系统内可编程控制箱来完成，箱内装有西门子 plc s71200 系列模块、触摸屏、开关电源、电源继电器等。主要功能和特点：a） 采用模块化结构各 i/o 模块采用可拆卸端子排，出现故障时便于维修和更换，整个 plc 控制功能主要是完成变频软起动控制器运行过程和辅助设备所有控制功能，即软起、软停和过程控制。b） 可输入 64 个开关量信号，24 个 420ma 模拟量信号，可输出 64 个开关量信号，16 个模拟量信号；输出接点容量：dc10a、220v
9、、ac16a、500v。c） 触摸屏触摸屏具有各种设备运行状态和参数显示功能，包括胶带的运行、停止、电机转速、电机电流、故障保护等几十个参数。5.2.2 控制方式就地方式：在就地工作方式下，通过变频软起动控制器上的起停按钮实现皮带机的起停，自动按设定的加速曲线完成皮带机的软启动和软停车及回馈制动。集控方式（自动方式）在集控方式下能通过 profibus 总线或硬接线实现胶带机的多机联动等上述各种控制功能，接收来自现场设备各种控制状态信号，并把所有数据通过 profibus 总线传送给上位机。手动方式可以在控制箱上手动操作完成皮带机的起、停及过程控制。当胶带机部分传感器有故障时（非主要传感器）
10、，为不影响生产，可以手动控制运行，亦称为检修运行。5.2.3 在下运皮带的运行过程中，重点是要解决下列四个问题：1）下运带式输送机的重载起动时须有效地防止溜车2）皮带运行过程中的多余能量能可靠回馈电网3）重载停车时能平稳地停车4）多台电机运行时的功率平衡问题5.3 保护系统5.3.1 变频器的各种保护变频器具有过流、过压、欠压、短路、接地、过热、过载、断相、电机堵转等保护。5.3.2 胶带机运行各种保护胶带机的保护选用国产优质系统，设有起动预警信号、跑偏、拉绳、速度、堆煤、纵撕等保护。5.3.3 故障保护a）系统提供了油温、纵撕、沿线停车、跑偏、打滑、电机过载等多种常用的故障保护功能。任何一个保护传感器动作，都将导致停车，并且在触摸屏上的“故障清单”有相应的显示。b） 沿线任一拉线、跑偏开关动作，操作台上的触摸屏“报警清单”有故障显示，跑偏确认的延时时间为 2 秒。6.结语通过对下运带式输送机的驱动、电控、保护等三大系统的合理配置，有效解决了下运带式输送机电机驱动在低压启动时对电网的冲击，保证整机的正常运行。参考文献：1王林祥 煤矿机电手册 煤炭工业出版社2带式输送机工程设计规范 gb5043120083李华德 交流调速控制系统 电子工业出版社作者简介：刘琦军：1968 年 7 月、男、汉族、河南陕县人、1991 年毕业河北矿院机械专业，现从事煤矿机械制造设计工作。
