带式输送机的变频调速

    一、带式输送机的负载性质和主要类别    1．负载性质带式输送机的阻转矩TL的大小与传输速度无关，所以属于恒转矩负载，如图11-1所示。
    图11-1    带式输送机示意图    2．主要类别带式输送机的种类很多，这里仅就其电力拖动系统工作特点的不同，作如下的大致区分。    (1)按运行方式分    1)连续输送式、输送机连续恒速运行，如输煤机、生产流水线等。    2)间歇输送式运行和停止不断地交替。通常，运行的时间和停止的时间都是一定的。如部分流水生产线，每隔一段时间，所有工件同时向下一个工位移动。    (2)按负载的变化情形分    1)负载基本不变式如有的生产线的带式输送机，负载的变化通常是不大的。    2)负载变动式如输煤机和输矿石机，此外，有的装配生产线的输送机，随着装上的部件的不断增加，负载也加大。    (3)按输送的倾斜状况分有水平输送、向上输送、向下输送。    二、带式输送机的变频调速要点    1．工作频率范围及电动机功率  因为带式输送机属于恒转矩负载，故5.6节的方法和结论，对带式输送机都适用，这里不再赘述。但多数带式输送机对调速范围的要求不高，故在决定电动机功率时，可以简化。    2．电动机起动转矩TMS的校核带式输送机在起动时的静态摩擦系数较大，所以必须校核电动机的起动转矩TMS是否满足要求。    (1)起动阶段的负载系数C设负载在未考虑静态摩擦系数时的起动转矩（折算到电动机轴上的值）为T′L0，则    T′L0=CTL′   （11-1）    负载系数C的大小说明了负载是重载起动，还是轻载起动或空载起动。    (2)起动时的负载转矩T′LS设负载的动态摩擦系数为μ1，静态摩擦系数为μ2，则起动时的负载转矩（折算到电动机轴上）的大小为    T′LS=(μ2/μ1)T′L0    (11-2)    (3)变频时电动机的起动转矩TMS    1)采用无反馈矢量控制功能时    TMS=1.5TMN    2)采用V/F控制功能时    TMS=1.0TMN    (4)电动机的起动转矩满足要求的主要条件    TMS>T′LS    （11-3）    3．电动机过载能力的校核输煤机和输矿石机一类的输送机，短时间的过载是经常发生的（实际工作中，长时间的过载也时时发生，但那不属于正常工作状态，这里不予讨论），因此必须校核电动机的过载能力。    变频调速时电动机的过载能力βx为    βx=1.5    设负载的短时过载系数为βL，则    (1)若βL≤1.5，电动机的过载能力满足要求。    (2)若βL>1.5，应考虑加大电动机的功率。    对于流水生产线用的输送机，一般不必校核过载能力。    4．变频器的选择    (1)变频器的容量    1)对于流水生产线类很少过载的输送机，变频器的容量只须与电动机功率相符即可。    2)对于输煤机类时时可能过载的输送机，变频器容量应加大一挡。    (2)变频器的类型如上所述，输送机要求在整个速度范围内具有恒转矩特性，且要求有较大的起动转矩和过载能力，所以最好选用具有无反馈矢量控制功能的变频器。    三、向下输送时的电力拖动系统特点    1．电动机的工作状态    (1)向下输送时的力学分析设输送带的倾斜角为θ，被输送物的重力为G，如图11-2所示。则G可以分解为    1)正压力N与输送带垂直，它将加大输送机的摩擦阻力，其大小是    N= Gcosθ    2)拖动力F与输送带平行，它将帮助输送带向下运行，其大小是    F=Gsinθ    (2)电动机的工作状态    1)当输送带的倾斜角θ和被输送物的重力G都较大时，拖动力F较大，使电动机的转速可能超过同步转速而使电动机处于再生状态。    2)当输送带的倾斜角θ较小、被输送物的重力G也较小时，拖动力F也较小，电动机仍处于电动运行状态。    3)当θ和G的大小介于上述两种情况之间时，电动机可能出现电动状态和再生状态时常交替的工况。
    图11-2    向下输送的力学分析    2．制动电阻的功率计算输送机向下输送时的再生状态是一种工作状态，其运行时间较长（连续运行），所以：    (1)变频器原有的制动电阻和制动单元将不能应用，尤其是制动电阻。这是因为，原有制动电阻的功率是按降速过程设计的，通常比运行功率小得多，故在向下输送时将很容易烧坏。    (2)制动电阻的功率应按持续运行功率选择    Pr≥UD2/RB    (114)由于许多变频器都把制动单元的导通条件整定为直流电压UD≥700V，故式(11-4)中的UD应以UD= 700V代入为宜。    3．制动问题为了防止在电动机停止时，输送带的继续运动，电动机应选用电磁制动电动机，或另行配用制动电磁铁。    四、间歇输送时的电力拖动系统要点    1．工作特点  间歇输送主要用于流水生产线，其工作方式是，每隔一段时间，使工件向下一工位移动。通常，每次的间隔时间和移动的距离都是相等的。在这里，重要的问题是如何保证每次移动的距离都相等。为此而采取的主要措施有：    (1)选用电磁制动电动机，或另配制动电磁铁，使停机迅速而准确。    (2)每次停机前，先使输送机缓行一段距离，如图11-3所示。一方面，使电动机较易制动，从而进一步提高制动的准确性；另一方面，也减小了制动电磁铁与电动机轴之间的磨损，延长了制动电磁铁的寿命。    (3)瞬时停电后如自行再起动，将无法保证停机位置的准确性。因此，变频器的重合闸功能不宜应用。    2．电动机的热保护由于升速和降速比较频繁，因此应采用热继电器进行热保护。
    图11-3    间歇传输的工作模式