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迈凯诺KE300A变频器在矿山皮带运输的应用B

一、引言

皮带输送机主要是指在采掘、生产、转运、加工过程中使用的皮带输送机。随着带式皮带输送机技术的不断发展和完善，带式或管带式输送机已经成为散体物料主要的运输工具之一，因其能实现物料的连续装载运输，而且运输距离长、承载能力强、电耗低、工作环境复杂和维护方便等特点，被广泛应用于港口、码头、煤矿、冶金、热电厂和井下物料运送。

皮带运输机又称带式输送机，是一种连续运输机械，也是一种通用机械。皮带运输机有电机、减速箱、皮带、机架、驱动滚筒、改向滚筒、承载托辊、回程托辊、张紧装置等零部件组成。皮带运输机一般有多台电机拖动一条皮带，对多台电机的功力平衡有较高要求。

二、变频调速应用于皮带输送机的特性

2.1、真正实现了皮带输送机系统的软启动

通过变频技术的软启动功能，对皮带运输机进行驱动，使皮带机的软启动和电机的软启动二合为一，通过电机的慢速启动带动皮带机的慢速启动，使皮带内部存储的能量能够得到缓慢释放，皮带机在启动过程中形成的张力波也因此极小，对皮带几乎不造成损害。

2.2、皮带机在多机驱动时的功率更加平衡。

利用变频技术的主从控制对皮带机进行驱动，使其功率能趋向于平衡，减少无功环流损耗。

2.3、减少对设备的维护量

变频技术是集多种电子器件和控制技术为一体的高新化技术，将机械的寿命转化为电子的寿命，从而极大的延长的了设备的使用寿命，并降低设备的维护量，同时，因为启动功能的实现，在启动过程中对机械冲击几乎为零，也进一步减小了对皮带机械部分的检修量，降低了维修成本。

2.4、方便对皮带进行检修

变频调速可将皮带自身运行的速度调至很低，以方便对皮带的检修，提高皮带的检修效率。

2.5、节约能源

皮带机采用变频驱动，使的皮带机在整个运行过程中的功率因数达到0.9，极大减小了无功功率，提高了皮带机运行总效率。

2.6、能够适应工况条件苛刻

多数机械设备都在高速、重载、振动、冲击、摩擦和润滑不良的工况条件下工作。

2.7、无极调速

根据实际需求，实现无极调速，具有较强的灵活性，提高生产效率。

三、在皮带输送机功率平衡的应用

在传送物体较重或传送距离较远时，需要使用两台电机同时驱动传送设备。在两台电机同时运行时如果出现不同步现象，则一台电机将会处于电动状态，另一台将处于发电状态，处于发电状态电机将消耗能量，加重电动状态申机的负载力，无法实现功率分配。

当多电机驱动时，采用主从控制，实现了皮带机多电机驱动时的功率平衡。皮带机主从控制分类：根据现场驱动电机之间的连接情况，一般我们将其分为两种，钢性连接与柔性连接。

3.1、对于同轴的钢性连接驱动

多台驱动电机之间采用钢性连接（如：同轴、齿轮、链条连接等例图1）的情况，变频器控制一般采用的方式为；主机为速度控制，从机为转矩控制，将主机的需求转矩传输给从机作为转矩基准，从而主机和从机之间的转矩保持一致，由于机械结构两台的速度始终是一样，只要保持多台变频器之间同时出力。

两台驱动电机同轴连接控制

3.2、对于非同轴的柔性连接驱动

多台驱动电机之间采用柔性连接（图2）的情况，变频器控制一般采用的方式为；主机和从机都为速度控制方式，将主机和从机的输出功率（转矩）通过现场总线或频率进行实时交换，采用PID 基准与PID 反馈实时比较，动态调节电机运行速度，使得主从机之间在一个较小的速度波动下快速实现功率平衡。

两台驱动电机非同轴连接控制

四、系统控制方案

本套皮带机系统采用2台185KW电机驱动，机头1台，机尾1 台。采用共直流母线 + CANlink通讯主从同步 + 电流PID平衡校正。

主机和从机都为速度控制方式，将主机运行频率通过CANlink通讯方式发给从机，从机根据主机给定的频率进行运行。同时从机也根据主机运行电流做PID动态小范围调节，达到两台机器运行功率平衡的效果。

1、变频器配置

皮带机属于恒转矩负载，根据其工作特性，考虑到带物料停机再启动等工作情况。需要对其放大二档选型，以保证系统安全、稳定、快速运行。推荐以下配置：

序号	名称	型号	额定电流	数量	备注
1	变频器	KE300A-22G/250P-T4	423A	2

2、变频器控制方式

3、变频器参数设置(供参考)

主机		从机
P0-01=0	V/F控制	P0-01=0	V/F控制
P0-02=1	端子控制启停	P0-02=1	端子控制启停
P0-03=2	外部AI1模拟信号给定频率	P0-03=9	通讯协议：：网桥
		P0-04=8	用于两台电机PID功率平衡
		P0-06=2	HDO脉冲信号调节范围是1HZ
		P0-07=01	频率源叠加方式: A+B模式
P0-10=50	最大运行频率	P0-10=50	最大运行频率
P0-12=50	上限频率	P0-12=50	上限频率
P0-17=90	加速时间	P0-17=80	加速时间
P0-18=150	减速时间	P0-18=140	减速时间
P0-28=1	串口通讯协议：：网桥	P0-28=1	串口通讯协议：：网桥
P3-22=700	过压失速动作电压	P3-22=700	过压失速动作电压
P3-23=1	过压失速动作使能	P3-23=1	过压失速动作使能
P3-26=10	过压失速上升频率限制	P3-26=10	过压失速上升频率限制
P4-00=1	正转
P4-01=3	三线式模式
P4-04=47	急停	P4-04=47	急停
P4-05=9	故障复位	P4-05=9	故障复位
P4-11=2	端子命令方式：三线式1
P5-00=1	HDO输出：脉冲输出
P5=02=2	T1继电器输出：故障输出	P5=02=2	T1继电器输出：故障输出
P5=03=1	T2继电器输出：运行输出	P5=03=1	T2继电器输出：运行输出
P5-06=2	HD0模拟输出：电流
P5-07=2	A01模拟输出：频率	P5-07=2	A01模拟输出：频率
P5-08=0	A02模拟输出：电流	P5-08=0	A02模拟输出：电流
P6-00=1	启动方式:转速跟踪。	P6-00=1	启动方式:转速跟踪。
P6-10=0	减速停机	P6-10=1	自由停车
P8-18=1	上电运行命令有效保护，防止故障复位再启动。	P8-18=1	上电运行命令有效保护，防止故障复位再启动。
P8-15=1	下垂控制，变频器实际频率= 50Hz-50Hz(50%)(1.00/10)=47.5H2	P8-15=1	下垂控制，变频器实际频率= 50Hz-50Hz(50%)(1.00/10)=47.5H2
		PA-00=4	PID给定源:HDI
		PA-02=1	PID反馈源:AI2
		PA-04=100	给定反馈量程
		PA-05=60	比例增益
		PA-08=1	PID反转截止频率
		PA-09=1	PID偏差极限
A8-00=1	点对点通讯有效选择:有效	A8-00=1	点对点通讯有效选择：有效
A8-01=0	主从选择:主机	A8-01=1	主从机选择：从机
		A8-02=011	从机命令跟随主从信息交互
		A8-03=0	从机接收数据作用选择：运行频率

五、方案优势

1、通过电机的慢速启动带动皮带机缓慢启动，对皮带不造成损害，真正实现了电机软启动和皮带输送机软启动合二为一；

2、设备启动特性平稳，极大降低了设备的维护检修量；

3、优异的主从控制功能，实现了二台电机的功率平衡，延长了电机使用寿命；

4、根据实际生产情况，对电机进行调速，节能效果明显；

5、±10%的宽电网设计，满足恶劣环境的电网要求。

六、结束语

采用迈凯诺（Micno）KE300A-25（CANLink通讯）系列变频器来改造传统的带式输送机驱动系统，不仅在技术的先进性还是带来的社会及经济效益方面都是巨大的，随着变频调速技术的不断成熟，在带式输送机的驱动上变频器将占主导地位。

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