变频装置在胶带输送机上的应用实践

【摘 要】交流变频调速在化工企业近年得到了广泛的运用，交流变频调速保证了三相异步电机在调速运行中稳定性、控制线路简单、保护功能全面、维修工作量小、并且可以起到节能效果等优点。

【关键词】变频器；电机；变频参数设定；优点；胶带机

本文着重讨论在软起动器起动胶带机的基础上，改用变频调速后胶带输送机主要参数设置、使用优点及维护保养。

0 前言

新疆天业集团下属的天辰化工有限公司乙炔分厂，是全国首套年产40万吨/PVC干法乙炔大型装置。天辰化工乙炔分厂主要担负着电石厂电石的消化和聚氯乙烯、干法制水泥、以及BDO工艺生产所需乙炔气和电石渣的提供。而胶带机作用是电石在发生器内反应完后，排除的电石渣集中排至胶带机运输至水泥厂原料渣库储存。

1 设备及运行概况

胶带机是天辰化工乙炔分厂一级重要设备分为一开一备，设备驱动是一台三项160KW4级异步电动机，胶带机上行带510米，运输能力800L/H带速26m/s带宽1米。胶带机起动是降压启动，虽然降低了电机的启动电流但存在着两点暂时无法解决的问题。一是，电机在降压启动过程中电流降低但电机的启动力矩相应的也降低。二是，降压启动只是在电机空载状态，而在胶带机运行中发生故障后再次启动时，因内部有电石渣造成过电流故障。胶带重载起动情况下必须调整液压拉紧装置将皮带拉紧否则驱动滚筒与胶带打滑，必须将胶带内电石渣人工掏出来后轻载才能启动。

鉴于以上原因，提出对胶带机电机采用变频调速控制的方式进行技术改造。实现胶带机电机驱动根据电石渣运输量和天气温度变化情况进行全过程变频调速，达到胶带机电机优化运行，减少故障率和减少皮带、托辊磨损，降低维修成本等的效果。

2 变频器的选择和实施

2.1 变频器的基本构成

变频调速就是把工频电源变换成可调的0-50HZ频率交流电源，以实现异步电机的变速运行的电气设备。变频器的基本构成如图1-1所示，其主电路主要由整流电路、滤波电路和逆变电路三部分以及有关的辅助电路组成。

选择变频器时必须要充分了解变频器所驱动的负载特性。电动机的功率与负载转矩和转速的积成比例。根据起动设备特性我们选择重载型、恒定转矩、洛克韦尔自动化公司生产的PowerFlex400P矢量型交流变频器（下文简称：PF4000P）来实现稳定控制运行。

2.2 PF4000P变频器安装接线

变频器的安装是在原软启动控制柜旁，安装变频器柜实现软起运行同变频器调速两条运行回路。在生产过程中出现无法一时修复的故障，可以立即起动备用软起回路实现运行。如图2。

3 PF4000P变频器主要参数设置

3.1 设置频率

即设定P034同P035变频器输出最小与最大频率。根据胶带机控制特性和设备驱动结构将最小频率设置15HZ，最大频率设置50HZ。设置15HZ以下频率运行，易造成交流异步电机自带冷却风扇速度慢电机温升快不利因素。

3.2 设置电机参数

在基本编程组中设置电机的功率P032-160KW、电流P033-318.9A、电压P031-380V、电机级对数A199-4、最大频率P035-50HZ，将以上基本参数设置正确（电机名牌上有以上参数）。

3.3 加减速时间

变频器的加减速时间分别设置为24S、17S，是由15HZ上升到50HZ和从50HZ下降到15HZ所需时间。设置加减速时间时需要根据负载特性，定出最佳加减速时间，避免加速时间设置不当出现变频器过流或过压报警故障。

3.4 变频器启动方式

PF4000P变频器在出厂时参数P036设定从面板键盘启停，同时还有3线制、2线制以及RS485端口控制启停。我们接线中采用外部端子2线制就地与远程两地启动控制。

3.5 变频器调速给定方式

PF4000P变频器的频率给定有多种方式，我们采用远程模拟量4-20mA给定来调节变频器频率。正确设置以上PF4000P基本参数之后，变频器基本上能正常工作，如要获得更好的控制效果则只能根据实际情况修改相关参数。

3.6 变频器保护参数设定

变频器提供了过压、欠压、过流、断相、接地等一系列保护功能，变频器在起动、运行中实时监控，实际运行数据和设置数据比较可靠的保护自身和设备，有效的保证了出现故障后通过报警值迅速处理。

4 改造后效果分析

4.1 使用变频启动160KW电机，减少了对电网和设备减速机齿轮的冲击，低转速启动使胶带增大了与驱动辊摩擦力避免高速启动中皮带打滑现象的发生。

4.2 降低了能耗。改造后使用变频运行可以根据电石渣的下料量，调节胶带机运行速度。在空载下、重载下，变频器可调整电机工作在15-50HZ带速范围内的任意带速调节，使电机能耗降低36%，真正达到低能耗运行的效果。

4.3 便于胶带机维修。胶带运输机检修维护的主要工作是更换胶带和胶带接头检查以及更换托辊，无论是更换胶带、测量胶带接头还是观察胶带有无跑偏，都希望胶带能低速运行便于检查。

4.4 降低胶带张力。由于采用变频器所产生的良好起动特性，至少可降低起动张力30%，可延长胶带的使用寿命。在实际应用过程中，由于降低了起动冲击，下料量的减少皮带机可以低速运行机械系统的设备损耗也随之降低，尤其托辊及滚筒、皮带的使用周期延长提高了设备的运行率。

4.5 维修中软起动控制与变频控制可以相互备用不影响设备运行。

5 变频器日常维护保修

在使用中变频器主要是在输送电石渣，粉尘接触量较大其性能会有一些变化。要使用合理、维护得当，保障变频器在规定的周围环境温度中运行。

胶带机在一开一备中必须保障一个月定期检查维护，根据胶带机运行频率增加检查维护次数。对变频器内部冷却风扇需要着重检查并清理内部风道积灰，检查风扇工作时是否有噪声、转速是否正常、振动是否增大。避免因冷却风扇原因造成长期高温运行，使内部电子元器件发热老化程度加快。

日常巡检中主要对变频器主要数据记录、比对，检查线路是否松动、变形、发热现象。用手摸变频器散热片温度是否有变化，震动是否明显，周围是否有异味等。

6 总结

采用变频器控制胶带机后获得了长期可靠的运行运行效果，大大降低了胶带机的故障率，降低机械系统冲击磨损，减少胶带机运行的维护量，便于胶带的接头粘接检查和跑偏调整。变频器以其特有的软启动特性，较高的性价比，为水泥、原盐、煤、电石渣远距离使用胶带机输送控制提供了一定的总结经验。

【参考文献】

[1]洛克韦尔自动化公司PowerFlex400P矢量型交流变频器用户手册[S].固件版本1.XX.

[2]肖守业.浅谈变频器在胶带输送机上的应用[J].中国科技博览，2013，10：228.

[3]王兆义.变频器应用、维护与维修[OL].联机网上数据库，2012，11，25.