国内现有大多数煤矿的皮带输送机一般都采用工频拖动较少使用变频
变频调速技术在矿用胶带输送机上的应用
评。
Ａ 一
束预应力钢绞线总面积 ， ｍ： ｍ ；
Ｐ一 － 预应力钢绞线张拉端张拉力 ， Ｎ； Ｘ 从张拉端至计算截面的孔道长度 ， ； ～ ｎ ０ 从张拉端 至计算 截面 曲线轨 道部分切 线 的夹角 一
一
般的胶带输送 机都是长距离大运量 ， 通常都 是多电机驱动 ，
矿 向大型化方 向发 展 ， 没备也 向大 型化 、 大功率化方 向发展 ， 因而对 电能提 出了新的更高 的要求 。本文简述变频器在矿用
胶带输送机上的应用现状 、 特点 以及设备选型。在胶带输送机
采 用液力偶合器驱动 ， 很难解决 多电机驱动时的功率平衡 。随 着 电力 电子技术的发展 。变频技术在最近二十年飞速发展 ， 在 部 分煤矿企业也 获得 了较 为广泛 的应用 ， 例如兖矿集团 、 晋城 煤 业集团、 潞安 矿务局 、 淮北矿务局等。
２ 运用 变频器 和变频 电机 对带 式输 送机 进行驱 动 的 特点
（） １ 真正实现了胶带输送 机系统 的软起动 。运用变频器对
ｌ 变频 调速 技术在 胶 带输 送机上 的应 用现 状
目前煤矿采用 的软起动装 置绝大部分是液力偶合器 。液
胶带输送机进行驱动 ， 运用变频器 的软起 动功能 ， 将电机的软 起动和胶带输送机的软起 动合 二为一 ， 过电机的慢速起动 ， 通 带动胶带输送机缓慢起动 ， 将皮带 内部 贮存的能量缓慢释放 ， 可将胶带输送机起停时产生的冲击减少 至最 小 ，几乎对皮带
严重磨损甚至损坏 。同时还将引起电网电压下 降， 影响到电网 内其它设备 的正常运行。其次 ， 力偶合器长时 工作时 ， 液 引起
皮带机变频控制方案
山西倡源公司金山坡下行皮带机变频控制方案上海伟肯实业有限公司2008-12-20公司简介上海伟肯实业有限公司位于上海市嘉定区南翔环球经济园，是集研发、生产、销售、服务为一体的高新技术企业。
主要产品有防爆变频器、通用变频器、在线式智能节电软启动器、防爆软启动器、防爆组合开关、剩余电流式电气火灾监控探测器、ＰＬＣ综合自动化控制系统等。
公司自创建以来，努力深化以人为本、技术领先的企业理念，集中了业内一流的智能电气技术精英，并与国内多家科研单位建立了良好的合作关系，力争产品达到行来领先水准。
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经过不懈的努力，公司在全国同行中迅速崛起，产品广泛应用于火电、矿山、输配电设备、建筑等诸多领域，并取得国家多项技术专利。
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我们坚持稳中求进、持续发展的企业使命，改变一切不适应市场发展趋势的经营观念与行为习惯，进一步激发团队的激情，不断的超越自我，与合作伙伴一起，全面致力于开拓我国智能化电气的新时代。
井下皮带机控制现状国内现有大多数煤矿的皮带输送机一般都采用工频拖动，较少使用变频器驱动。
由于电机长期工频运行加之液力耦合器效率等问题，造成皮带运输机运行起来非常不经济；同时由于电机无法采用软起软停，在机械上产生剧烈冲击，加速机械的磨损；还有皮带、液力耦合器的磨损和维护等问题都会给企业带来很大数额的费用问题。
这对于现在创建节能型社会是不相符合的，对煤矿企业的皮带输送机进行变频改造对节约社会能源、增加煤矿企业的经济效益都具有非常现实的经济意义和社会意义。
皮带机通过驱动轮鼓，靠摩擦牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。
皮带是弹性储能材料，在皮带机停止和运行时都储存有大量势能，这就决定了皮带机的启动时应该采用软启动的方式。
浅谈矿井胶带机变频调速系统设计
在胶带运输设备上 的应用也越来越广 泛。如果 采用变频器来驱 动电动机 ， 则具有启 动转矩大 、 启动平稳 、 运行时机 械特 胜硬度高 、 启动 和运行 功率因数 高等优点。 鉴于此 ， 笔者设 汁了一种矿 井胶带机变频调速 系统 ， 文将着重对该 系统 本 的结构及控制策略进行分析和介绍 。 ２变频器工作原理 电机 的旋 转 速度 ｎ ｎ ６ ｆ （： ｌ 一 ０ ｐ 同步 ／ｎ
工 业技 术
ｃａｗ ｎ 。 ｉＮ ｎｅ
豳囵团圈母 圃
浅谈 矿 井胶 带 机 变频 调煤 炭 集 团设 计 公 司 ， 中 内蒙 古 鄂 尔 多斯 ０ ７ ０ ） １２ ９
摘 要 ： 绍 了一 种矿 井胶 带机 变频 调速 系统 的结 构设 计 、 介 变频 器 的选 型计 算 、 制 策略 的 具体 实现及 系统功 能 。 实际运 行表 明 ， 控 该
达到满速 ，启动过程 对整个 电气 系统 和胶带机 系统造成 的影 响很大 。电动机在启 动过程 中会 产生 ７ ８ ～ 倍的额定 电流 ， 大大增加 电机绕组 的 电应力并产生热量 ， 降低电机的使用寿命 。 电机
实现低速下高 效的转矩输 出 ，冲击 力和振动大 大降低 ， 可以节省缓冲装置 。 我们 目 的胶带机 前 系统就省掉 了传 统的液力偶 合器 ，从而降低成 本和空间 ， 减少故障点 ， 提高系统稳定 陛。 当胶 带机 在满负荷运行 中 ，突然发生故障 停车 ， 恢复故 障后 ， 统的驱动方式 必须将物料 传 卸下后 才能启 车 ， 启车后再将物 料返 回皮带 上。 如果强行启动 。极大 的启动 电流可能烧坏 电机 或者高压 电器设 备 。而变频器 的矢量控制方式 带动负载 进行 工作 ，使用变频 调速能充分 降低 启动 电流 ， 可以实现胶带机 重负荷启车 ， 减少 了 故障停车时间 ， 降低 了作业人 员的劳动强度 。 变频器 可以通过 Ｐ Ｃ远程控 制 ， Ｌ 实现对胶 带机 的 自 动控制 。 如果 系统 工艺变化 ， 以在 还可 Ｐ Ｃ中设定胶带机速度 ， Ｌ 直接实现 速度变 化。 变频器还具有十分完善 的保护功能 和 自 诊 断功能 ， 以直接从变频器操 作面板上查 到当 可 前胶带机 系统发生 的故 障 ，根据故障查找 问题 设备 ， 便于迅速排除故 障恢 复生产 。 ４系统结构
皮带机集控系统优点概述
皮带机集控系统优点概述一、概述国内现有大多数矿用皮带输送机一般都采用工频拖动。
由于电机长期工频运行加之液力耦合器调速精度低、效率低等问题，造成皮带运输机运行起来非常耗能；同时由于电机无法采用软起软停，在机械上产生剧烈冲击，加速机械的磨损；还有皮带、液力耦合器的磨损和维护等问题都会给企业带来沉重的负担。
皮带机集控系统系统很好的解决了以上问题，从调速控制方式、传动设备性能、故障集中处理等方面根本解决了液力耦合器系统的弊端。
液力耦合器控制系统存在的问题1.液力耦合器系统在起动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载启动。
电机的起动电流很大，引起电网电压的剧烈波动。
这样会造成电机内部机械冲击和发热等现象，减少机械寿命。
2.液力耦合器系统会加大维护难度和成本、污染环境。
3.液力耦合器系统在多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题皮带集控系统是一种实现煤矿皮带机集中控制及保护的智能化系统。
系统采用可编程控制器，具有高可靠性、灵活性和强大的I/O容量。
系统可组成不同规模、不同功能的自动化控制系统，既可控制单条皮带机，又可实现对由多条皮带机组成的运输系统的集中控制。
该系统集监视、控制于一体，具有自动化程度高、安全性高、实用性强、运行可靠等优点，能实现皮带运输系统现场岗位的无人值守，从而达到减人增效、提高矿井安全程度的目的。
二、皮带机集控系统组成整套皮带集控系统由集控中心、通信网络系统、控制分站、保护传感器及工业电视系统组成。
其中集控中心负责整个系统的监测与控制，上位机系统负责操作员与现场设备进行信息交流与传递，操作员通过人机界面获取现场设备的信息，必要时向现场设备发出控制指令。
通信网络系统采用工业以太网进行数据传输，传输介质为光纤，负责控制中心上位机与现场设备间的通信，将现场设备采集到的信息以及程序的内部的信息传送到地面上位机管理系统，同时也可将上位机系统发出的控制指令传送到控制器。
控制分站由控制箱和操作台组成，该系统可根据需要来编写相应控制程序，实现具体的控制功能，负责实现各个皮带系统的就地手动、集控等功能。
浅论煤矿带式输送机采用变频技术的必要性
浅 论 煤 矿 带 式 输 送 机 采 用 变 频 技 术 的 必 要 性
姚 胜卿
（ 韩 家湾 煤炭 有 限公 司 ７ １ ９ ３ ０ ５ ） ［ 摘 要］ 在 煤炭 行业 生产 工 艺高 速 发展 的今 天 ， 建设 或 技改 成为 现代 化矿 井 是发 展 的必 然趋 势 。 在煤 矿 的运煤 流 程 中带 式输 送机 为最 主要 的 设备 ， 带 式输 送机 采用 变频 技术是 煤炭 企业创 建 节能 、 高效 、 现 代化 矿井 的必然 项 目之一 。 以韩家湾 煤炭 公司通 过对２ － ２ 煤 四盘 区带 式输 送机变 频 技术 的改造 为例 ， 针对 使 用传 统 的偶合 器 和变频 技 术做 比较 ， 说 明带 式输 送机 采用 变频 技术对 煤炭 企业 的 经济效 益 和工作 效率 等方 面都 具有 非常 现实 的 经济意 义和 社会 意义 。 ［ 关键词］ 带 式输送 机 ； 变 频技 术 ； 改造； 节 能 中 图分类 号 ： Ｔ Ｄ ５ ２ ８ ． １ 文献 标识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ９ － ９ １ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ４ ） ４ ５ — ０ ０ ４ ４ 一 Ｏ １ 调 速能优 化工艺 过程 ， 满足生 产工艺 过程 对速 度的要 求。 借 助内置Ｐ 皿的调 节功
能， 可 以实 现无级 调节 ， 还 能通ｊ ￣ ， Ｐ Ｌ Ｃ 或其他控 制器 来实现 远程速 度 的调 节 。 韩
０问题 的 提出 韩家 湾煤炭 公司 自２ － ２ 煤四盘 区２ ４ ０ ３ 工作 面开 采之前 ， 盘 区皮带 一直采 用
工频 拖动和 液力偶 合器 （ 或摩 擦式偶合 器 ） 配合启 动运行 。 但 由于 电机 长期工 频 运行 加之液 力偶合器 故 障率较高 等问题 ， 造成盘 区皮带 运输机 的维护 工作量 较
探讨我国煤矿机电设备中变频节能技术的应用
８ ０ Ｖ ， 能够实现额定转速下恒定转矩调速 ， 额定转速以上恒定功率 我国是一个煤矿资源丰富的煤矿大国，在我国的地表土层中 ３ 蕴藏着巨大的煤矿资源。 煤矿业的发展为我国的国民经济增长带来 凋速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。 从现场运行情况来 很大ｌ 的推动作用。 然而我国的煤矿开采业的现状却依然不乐观， 遍 看， 四象限变频器调速电牵引采煤机对大倾角工作面能较大范围内 布全国的煤矿中， 尤其是一些小煤矿， 其开采技术还较为传统落后， 调节制动力矩 ， 维持牵弓 Ｉ 速度基本不变， 机器没有发生下滑跑车的 生产中的安全问题依然没有得到有效的保障， 并且煤矿生产的效率 现象。 结构简单、 控制灵活。操作方便、 速度调节可靠。 较低， 生产耗能较大。 为了改变这一现状。 变频节能技术逐渐被应用 ２ 。 ２在提升机中的应用 在煤矿机电设备的技术中， 在经过理论与实践的结合后， 变频节能 提升机是煤矿当中的一项重要的机电设备， 对煤矿的生产和人 技术在煤矿机电设备的应用中表现出良好的使用性能， 具有很大的 员安全有着重大的作用。 传统的采用在电动机转子电路内接入金属 推广应用价值， 在提高煤矿生产效率 ， 实现节能安全和有效机械调 电阻的方法虽然也能够到达调速的目的， 但是在实际当中， 常常会 节 等方面有着重要的作用 。 存在着很大的安全隐患和对电能的大量消耗。 在提升机当中使用变 １煤矿机电设备变频节能技术的应用现状与原理 频节能技术， 主要的是选用交流四象限变频调速系统配上变频防爆 由于煤矿生产中， 对于生产安全的问题要求较为严格 ， 所以变 提升机。 实现数学信息的化的控制， 在完备的输入和输出接 口当中， 频节能技术并没有轻易的在煤矿机电 设备中进行应用。 但随着电子 实现对提升机的远程控制， 确保提升机完成担负着输送物料和人员 信息技术的发展以及节能理念的推广 。 变频节能技术逐渐被应用于 的重要任务 。 煤矿生产的机电设备中， 如矿井提升机、 空压机 、 采煤机、 皮带输送 ２ ， ３ 在皮带输送机中的应用 机等。在经过实践应用后发现 ， 采用节能变频技术的机电设备的运 变频技术在皮带机方面的应用具有和提升机相同的原理。 在皮 转效率大大提高， 且比之前未采用该技术的同一机电设备的耗能量 带将井下的煤炭运送到地面上的过程当中， 更大地发挥摩擦力的牵 有了很大幅度的降低 ， 同时也缩减了设备维修养护的开支 ， 促进了 引作用 ， 通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动， 成功 煤矿产业经济效益的提升 １ 。 地完成煤炭运送工作。在传统的皮带机运输过程当中， 采用液力耦 而为煤 矿机电设备 的性能改善作 出很大贡献 的变频节能技术 合器来实现皮带机的软启动， 这常常容易造成皮带断裂和老化。采 的应用原理是什么呢？ 原来 变频节能技术具有和其他传统的交流电 用变频技能技术主要是降低电机启动时的电流波动， 减少机电内内 不一样 的特点 ， 它 主要运用 了变频调速技术将交流电的固定频率转 的机械冲击和发热的情况。 使得皮带机的传送功能能够获得最大的 化成为了一种能够被充分利用的变动资源。 发挥， 解决功率平均和同步问题。 首先是在功率器件方面。 经过了Ｇ Ｔ Ｒ Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ的更替发展起来的 ２ ． ４ 在 流体负荷设备中的应用 智能功率模块 Ｉ Ｐ Ｍ， 能够将变频的功率不断地增大。其次是压频比 变频节能技术在流体负荷设备中的应用主要体现在风机和泵 （ ｕ ／ ０ 控制方式得到很大改进是控制理论上的革新 ， 这方面的创新主 所采用的变频调速。在风机中变频调速的应用越来越多， 同时出现 要的是采用了矢量的控制办法和进行直接的转矩控制。 能够将实际 了为煤矿特殊环境专门设计的变频调速装置。改造后的风机， 实际 当中的变频节能技术应用 到更大的范围内。 转速较改进前最低转速下降了很多。 电机实际输出功率为改进前前 其次是在新的研发方向上 ， 出现了模糊自优化控制和人工神经 导器半关闭时的 １ ／ ３ 风量和风压， 更加适合矿井特性， 每年可节约 网络等控制方法的创新， 整个变频技术的集成系统能够获得更大范 大量的电费。而变频调速在矿区给水、 给液用泵中应用灵活。 明显降 围上的集中， 技术也由原来比较单一的数字信息处理， 发展到 目 前 低了设备的机械冲击， 增加了工艺系统控制的灵活性 ， 提高了产品 比较先进的高级专用集成电路。从单片机开始， 先后产生了数字信 质量。 可以灵活的控制抽水泵的平滑起停 、 适时加减速。 保证了井下 号处理器（ Ｄ Ｐ Ｓ ） ， 精简指令集计算机（ Ｒ Ｉ Ｓ Ｃ ） ， 出现的高级专用集成电 液位的恒定 ， 降低了泵空转时间和频繁起停带来的大量能耗， 机械 路（ Ａ Ｓ Ｉ Ｃ ） 。 设备的损耗也相应降低。 保证了生产的安全高效运行。 结柬语 最后是在整个变频的功能上 ， 获得了越来越高的综合应用， 不 仅是具有比较基本的调速功能 ， 而且还具有编程序参数辨识及通信 就我矿来看，提升机等机电设备应用了此变频节能技术之后， 等功能。 利用电力半导体器件的通断作用把电压和频率固定不变的 其节能效粜相当好， 节约了 ２ ０ — ３ ０ ％的能源消耗。 按照当前变频节能 工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的电能控制装置称作 技术在煤矿机电设备中应用的现状来看 ，其发展前景是非常广阔 “ 变频器” 。 变频调速就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的 的， 尤其是在社会对能源需求量越来越大的情况下 ， 使用高效节能 安全的变频节能技术必然成为煤矿机电设备发展的主要趋势， 除了 ２变频节能技术在我国煤矿机电设备中应用分析 现有的几种已经使用变频节能技术的机电设备， 还有很多其他的煤 在经过一段时间的发展后 ， 变频节能技术在我国煤矿机电设备 矿机电设备亟待改进， 为此， 发展与之相匹配的变频节能技术是非
浅析防爆变频器在煤矿胶带输送机上的应用
，
设备启 动特性 平稳 ， 大降低 了设备 的维护检 修量 ， 极 同 时节能 效果 明显 。胶 带机 运行 过程 中， 环境 的影 响 受 经常发 生各类 紧急停 车故障 ， 一旦重 载停车 ， 由于耦合 器在软启 动时启 动速度 过快 ， 对 多 电机 的驱动胶 带 且 机无法 做到各 电机的功率平衡 ， 易造 成 电机过 载停车 ， 对滚筒 和联轴器等设 备的损害 十分 大。改用 变频器后 可通过 调节变频器输 出频率 的大小来 实现各 电机 的功 率平衡 ， 在启 动过程 中通 过 降低 电机 的频率 可实 现 在 小 电流下的大功 率输 出 ， 大程 度降低 了对 电机 及胶 最
３ １ 实现 了胶 带输 送机 系统 的软起 动 ． 运用 变频 器对胶 带输送 机进 行 驱动 ， 变频 器 的软 起动功 能使 电机 软启 动 和胶 带 输送 机 软 启 动合 二 为 通过 电机 的慢速起 动 ， 带动 胶带输 送 机缓 慢起 动 ， 胶带 内贮存 的能量缓 慢释放 ， 几乎对胶 带不造 成损害 ；
无功 冲击 ， 同时通过 配备外 围传感器 ， 以实现 变量 的 可 动态控制 ， 到节 能 目的。适 用于煤 矿井 下 防爆 提升 达 机、 胶带运输 机 、 刮板运输机 、 泵站 、 风机 等设备 的电气
控制 。
煤 矿井下 胶带 输送 机 对拖 动 技术 的要 求 是 ： １ （） 控制简单 ， 动特性好 ， 起 调速 性能好 ， 启动转 矩 大 ；２ （） 易于形 成防爆结构 ； ３ 工作 可靠 ， （） 维护 量小 ； ４ 价格 （） 适 中。直流 电机 因不 形 成 防爆 结 构 而未 能 应 用 于井 下 ；Ｓ Ｃ Ｔ的维 护 量及维 护要 求复 杂 ， 同时价 格较 高 ， 因 此煤矿 井下应用 较少 ； 采用 无速 度传感 器矢 量控 制 的 防爆 变频器（ 图 １ 时， 见 ） 调速 范 围广 ， 动 转矩 不 变 ， 起
防爆变频调速装置在屯兰矿带式输送机中的应用
防爆变频调速装置在屯兰矿带式输送机中的应用摘要本文主要介绍了防爆变频装置的原理、特点及在屯兰矿带式输送机中的具体应用情况，通过该项目的投资、监测、研究，对其技术原理、节能指标经济效益和市场潜力等方面进行综合评价，分析该技术的经济社会效益及推广的可行性。
关键词防爆；变频调速装置；带式输送机；软起动；节能；效益中图分类号td5 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2010）33-0217-021 概述国内现有大多数煤矿的皮带输送机一般都采用工频拖动，较少使用变频器驱动。
由于电机长期工频运行加之液力耦合器效率等问题，造成皮带运输机运行起来非常不经济；同时由于电机无法采用软起软停，在机械上产生剧烈冲击，加速机械的磨损；还有皮带、液力耦合器的磨损和维护等问题都会给矿井带来很大数额的费用问题。
这对于现在创建环境型、节能型矿井是不相符合的。
屯兰矿作为年产500万t的大型现代化矿井，自动化水平较高，吨煤人工费用所占比例不大，而电费所占比例随之增大。
为了降低成本，增强企业竞争力，节约电能损耗，屯兰矿非常重视利用现代调速技术节约能量，现已在带式输送机等大功率设备上使用变频调速装置，并取得了明显的经济及社会效益。
2 皮带机及变频器的基本原理皮带机工作原理：皮带机通过驱动轮靠摩擦牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。
皮带是弹性储能材料，在皮带机停止和运行时都储存有大量势能，这就决定了皮带机的启动时应该采用软启动的方式。
以往屯兰矿及国内大多数煤矿都采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，在起动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载启动，电机的起动电流很大，不仅会引起电网电压的剧烈波动，还会造成电机内部机械冲击和发热等现象。
同时采用液力耦合器软起皮带时，由于起动时间短、加载力大容易引起皮带断裂和老化，对皮带强度要求较高。
加之液力耦合器长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生，不仅会加大维护难度和成本、污染了环境，还会在多电机机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。
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国内现有大多数煤矿的皮带输送机一般都采用工频拖动，较少使用变频器驱动。
由于电机长期工频运行加之液力耦合器效率等问题，造成皮带运输机运行起来非常不经济；同时由于电机无法采用软起软停，在机械上产生剧烈冲击，加速机械的磨损；还有皮带、液力耦合器的磨损和维护等问题都会给企业带来很大数额的费用问题。
这对于现在创建节能型社会是不相符合的，对煤矿企业的皮带输送机进行变频改造对节约社会能源、增加煤矿企业的经济效益都具有非常现实的经济意义和社会意义。
一、皮带输送机的结构组成华北某煤矿400米井下采煤作业面采用三段式皮带下行传送；第一段向下运输，水平距离950米，提升高度116.3米；第二段向下运输，水平距离680米，提升高度25米；第三段向下运输，水平距离630米，提升高度84.2米。
运输能力为3000吨/小时（最大），皮带带宽1.4米，皮带机运行速度为4m/s，运输方式为下运。
改造前的拖动方式为每段皮带机由两台1140V、250KW饶线式三相异步电动机经液力耦合器同轴连接；皮带机的启动和运行方式为，绕线电机经转子绕组降压启动后工频运行，经液力耦合器切换至皮带机。
第一、二段皮带机的电机分别由同一线路的两台变压器供电，第三段皮带机的电机由同一线路的另一台变压器供电。
改造前各段皮带机自成体系，互不联系，均采用手动运行方式，皮带机启动后电机恒速运行，采用调节液力耦合器的机械效率来调整皮带的速度。
该煤矿井下采区皮带机纵剖面示意图如图1，水平面剖面示意图如图2所示。
二、皮带机的工作原理和特点皮带机通过驱动轮鼓，靠摩擦牵引皮带运动，皮带通过张力变形和摩擦力带动物体在支撑辊轮上运动。
皮带是弹性储能材料，在皮带机停止和运行时都储存有大量势能，这就决定了皮带机的启动时应该采用软启动的方式。
国内大多数煤矿采用液力耦合器来实现皮带机的软启动，在启动时调整液力耦合器的机械效率为零，使电机空载启动。
虽然采用了转子串接电阻改善启动转矩和降压空载启动等方法，但电机的启动电流仍然很大，不仅会引起电网电压的剧烈波动，还会造成电机内部机械冲击和发热等现象。
同时采用液力耦合器软起皮带时，由于启动时间短、加载力大容易引起皮带断裂和老化，要求皮带的强度高。
加之液力耦合起长时间工作会引起其内部油温升高、金属部件磨损、泄漏及效率波动等情况发生，不仅会加大维护难度和成本、污染了环境，还会使多机驱动同一皮带时难以解决功率平均和同步问题。
三、三相异步电动机四象限动态运行分析1、从图1可以看出该皮带机是向下输煤至主井，从图2可以看出同一皮带机上的两台电机是同轴连接，当皮带机工作时两台电机分别一台正转、另一台反转。
以第一段皮带机的1#和2#电动机为例，当皮带机空载运行时，1#电机反转、2#电机正转，皮带机下行运动；此时电机的输出转矩通过液力耦合器转换后作用在皮带机驱动轮毂上，并与上层皮带自重沿传输面重力分量作用在皮带机驱动轮毂上的力矩合成。
合成的驱动力矩与驱动轮毂受到的皮带摩擦力阻力合力矩相平衡，皮带机空载运行；此时1#电机处于反转电动态，工作在第三象限；2#电机处于正转电动态，工作在第一象限。
当皮带上煤后，煤的重力沿皮带传输方向的分力也作用在驱动轮毂上，并使得驱动力矩逐渐增大；当驱动力矩超过摩擦阻力力矩后，驱动轮毂的转速将加速转动，通过机械连接使得电机转子也加速转动，其速度将超过同步转速；此时1#电机处于反转再生态，工作在第四象限；2#电机处于正转在生态，工作在第二象限。
电机运行在第一、第三象限内时为电动态，其定子中的旋转磁场、电机的输出电磁转矩与转子的转向同向，电机输出的电磁转矩是转子的驱动力矩，此时电机从电网吸收的电能大部分由电磁转矩作用到转子上以机械能形式输出。
当电机运行在第二、第四象限内时为再生态，由于转子切割磁力线的方向发生了改变，故电机作用到转子上的电磁转矩方向也发生改变，成为转子的制动阻力力矩；此时电机转子被负载的合成力矩拖着以超过同步转速的速度转动，负载作用在皮带机驱动轮毂上的机械能由电机反馈回电网。
故在进行下行皮带机变频改造时，应选用四象限带能量回馈的专用变频器。
三相异步电动机在四个象限运行的特征曲线如图3所示，变频驱动三相异步电动机在四个象限的运行特征曲线如图4所示。
2、变频器驱动三相异步电动机的启动情况可以分为电动态启动、再生态启动和空载启动。
为了防止启动时因为拖动系统速度不为零而造成电机和变频器发生过载情况，变频器在电机启动前预先输出零赫兹的力矩电流，即变频器对电机预先输出一个直流力矩TL与负载力矩相平衡，保证拖动系统启动时初速度为零，这样变频器启动后逐渐升高输出频率，并保持输出转矩基本不变（视启动后负载力矩情况而定），实现电机的带载启动。
当变频器输出频率到达设定频率后，电机按该频率下的特征曲线运行。
图5、图6分别为变频器驱动三相异步电动机电动态启动和再生态启动时电机的特征曲线变化图，图中箭头为启动时变频器输出频率、输出转矩、电机转速及特征曲线等参数的变化方向。
四、皮带机变频改造1、皮带机变频技术改造措施根据以上分析可以知道，因为下行皮带机运行时其驱动电机会运行在四个象限内，这就需要驱动用变频器是四象限带能量回馈型变频器。
同时根据皮带机的工作情况，需要变频器能够在电机带载启动、空载启动或是停机时能够输出直流制动力矩，以保证皮带机平稳启动、停止，减小机械冲击。
为使该皮带机同轴的两台电机能够实现转矩平衡，在变频改造中采用同轴的两台电机的两套逆变单元公用直流母线、统一控制指令，公用一套整流单元和回馈单元。
这样控制系统检测控制两台电机的输出转矩，使之达到转矩平衡，彻底解决扭震、共振等问题。
为使整个皮带机系统达到同步，可以将所有变频单元里的直流母线共同连接，将控制系统设成主从控制；系统检测所有电机的输出转矩，经运算后控制各电机的输出转矩达到统一平衡，从而实现所有电机转矩平衡和速度同步。
将所有变频单元的直流母线连接在一起，还可以实现变频器内部整流单元、逆变单元和回馈单元的冗余连接。
当某一个整流或回馈单元发生故障时，可以由其他的整流和回馈单元来完成整流和回馈功能。
如果当某一个逆变单元故障时，则系统检测负载状况，并计算其余电机能否拖动整个皮带，如果可以则由其余逆变单元和电机继续工作。
在改造中保留原有工频启动柜，将其作为变频运行的工频旁路备用，提高设备的应急运行能力。
对于该中压变频器的一次供电，采用同一线路的两台6KV变1140V的电力变压器并列运行向1#～4#电机的变频器供电，同一线路的另一台6KV变1140V的电力变压器单独向5#、6#电机的变频器供电。
这种一次供电方案在一定程度上提高了供电系统运行的可靠性，在一定程度上降低了整个皮带机供电系统全部停电的风险。
皮带机变频改造主电路原理图如图7所示。
2、皮带机自动控制系统的改造皮带机自动控制系统采用西门子S7-300 PLC以主从方式通过Profibus DP通讯完成连接。
井上中控室S7-300 PLC 设为主站，通过CP342-5 FO 主从通讯处理器光纤接口，使用光纤连接井下S7-300 PLC 从站。
井下S7-300 PLC 从站和中压变频器都装置在防爆壳体内，并在井下集中安装，采用安全隔离模块隔离处理变频器和皮带机张力检测模拟量信号。
通过Profibus DP网络可以将皮带机自动控制系统与整个煤矿的DCS系统相连接，也可以通过安装LE/PB Link和整个煤矿的工业以太网连接。
在中控室设上位监控计算机，使用西门子WinCC组态软件，可以对皮带机进行实时监控，并可以使用该软件的历史数据记录功能记录历史数据和报警数据。
PLC控制系统完成对变频器的起、停控制，实现各电机等速启动和同步控制，对各电机进行过流、过载、短路、断路检测和保护，同时能够实现对皮带跑偏检测、皮带堆煤等保护。
图8和图9分别为皮带机自动控制系统示意图和上位机监控画面。
3、皮带机变频改造中机械结构的改造措施皮带机变频改造后，将原有的电气柜保留作为工频旁路，同时将液力耦合器的效率调至最大；如果调试中变频器发生故障，则可以利用原有的工频启动柜应急运行，启动时调整液力耦合器效率为零，电机空载启动，启动后适当调整液力耦合器效率。
当整个设备运行调试完成后，实验运行一段时间证明设备整体运行稳定、良好后，可以拆除液力耦合器，将皮带转轴直接连接到电机上。
拆下的液力耦合器入库储存备用，如果发生变频器故障需要工频运行时，可以把相应的液力耦合器再装上实现应急运行。
五、基于IGBT直接串联技术的基茨系列中压变频器IGBT是双极性隔离门极晶体管的缩写，是具有自关断特性的高速功率元件。
由于IGBT模块的耐压问题，使得IGBT串联问题成为了世界公认的尖端难题。
为了避开IGBT串联问题，国外众多品牌普遍采用单元串联多电平技术来生产中高压变频器。
这使客户需要花费大量金钱购买体积巨大、结构复杂的多副边移相降压变压器，不仅投资大，而且运行起来很不经济；更重要的是这种类型的过渡型中高压变频器根本无法实现电机四象限运行,也就决定了其无法用于皮带机。
国产基茨系列中高压变频器采用了吴氏3/2钳压技术，该专利技术的使用在世界上首次实现了IGBT模块直接串联使用，使中高压变频器真正意义上做到了能够在四象限运行和实现了公用直流母线功能。
同时国产基茨系列中高压变频器还采用了抗共摸电压技术、谐波拟制技术、正弦波技术等多项专利技术，使得国产基茨系列中高压变频器已经成为世界上唯一品牌的中高压通用型变频器。
结束语经过变频技术改造后皮带机运行良好，彻底实现了皮带输送机的软起、软停运行方式，大大提高了系统的功率因数和系统效率。
改造后系统可以根据负载变化情况自动调整输出频率和输出力矩，改变了以前电机工频恒速运行的模式，在很大程度上节约了电力能源；而且四象限中高压变频器的使用实现了皮带机能量回馈功能，进一步使得皮带机的能耗降低；液力耦合器的退出更大地节约了设备的维护和维修费用。
经过改造后的运行，事实证明国产基茨系列中高压变频器与众多国内外过渡型中高压变频产品相比，有着无法比拟的优越的产品性能和无法超越的技术领先优势；在煤炭行业的节能改造中应用能够创造巨大的经济效益和良好的社会效益，对于创建节能环保型的社会发挥着重要的作用。