CN201882554U - 一种变频驱动皮带机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种变频驱动皮带机，包括：皮带机本体；电机数量为两个以上，电机与皮带机本体连接设置并带动皮带机本体运转；电源，电源与电机连接并为电机供电；变频器数量为两个以上，分别连接设置在电源与各电机之间，变频器按照控制模块发送来的控制参数改变电源供电频率后传输到电机，控制电机转速及转矩；控制模块与变频器通讯连接，控制模块生成控制参数，并将该控制参数发送到变频器。本实用新型采用控制模块及变频器，变频器通过改变频率控制电机转速及输出转矩，从而不但可实现皮带机本体的软启动且可在皮带机正常运行中进行调整，采用改变频率方式控制速度，可避免产生冲击电流，且不会降低电机输出转矩，控制的可靠性及稳定性高。

Description

一种变频驱动皮带机
技术领域
本实用新型涉及一种变频驱动皮带机，尤其涉及一种用于煤矿井下运输的变频驱动皮带机。
背景技术
胶带运输是当今煤矿井下运输和矿区内运输的主要运输方式，是整个煤矿承担煤炭运输和物料输送的重要手段，也是煤矿主要耗电源之一，因此它在煤矿中占有举足轻重的作用。目前国内皮带机带机的起动控制分为：降压起动、隔爆软启动装置、液力耦合器起动，等几种方式。其中降压起动和隔爆软启动是以牺牲力矩为代价的软启动，但对电网还有冲击；液力耦合器的软起起动时间很短，对电网还有冲击，经常出现渗漏，使用寿命短，需要经常维修。另外，这三种启动方式，只是在起动时可以实现短时间的软起，当设备起动起来后便运行在工频状态下，不再具有调速功能。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以减小电流冲击且不会降低电机力矩、可靠性、稳定性高的皮带机。
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种变频驱动皮带机，包括：
皮带机本体；
电机，所述电机数量为两个以上，所述电机与所述皮带机本体连接设置并带动所述皮带机本体运转；
电源，所述电源与所述电机连接并为所述电机供电；
变频器，所述变频器数量为两个以上，分别连接设置在所述电源与所述各电机之间，所述变频器按照控制模块发送来的控制参数改变所述电源供电频率后传输到所述电机，控制所述电机转速及转矩；
控制模块，所述控制模块与所述变频器通讯连接，所述控制模块生成控制参数，并将该控制参数发送到所述变频器。
进一步，所述控制模块连接设置有输入模块，所述输入模块输入人工指令，并将该人工指令发送到所述控制模块，所述控制模块根据该人工指令生成控制参数。
进一步，所述皮带机本体还上连接设置有反馈模块，所述反馈模块还通讯连接所述控制模块，所述反馈模块将检测到的所述皮带机本体运行状态参数发送到所述控制模块，所述控制模块根据该运行状态参数生成控制参数。
进一步，所述反馈模块包括张力传感器与速度传感器。
本实用新型具有如下优点：
1、本实用新型采用控制模块控制变频器，变频器通过改变频率控制电机转速及输出转矩，从而不但可实现皮带机本体的软启动且可在皮带机正常运行中进行调整，采用改变频率方式控制速度，可避免产生冲击电流，且不会降低电机输出转矩，控制的可靠性及稳定性高。
2、本实用新型结构简单、操作方便，且应用控制成本低、使用可靠，便于推广使用。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明：
图1示出了本实用新型一种变频驱动皮带机结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括皮带机本体1、电机2、电源3、变频器4及控制模块5。其中，皮带机本体1为本实用新型主体，用于煤矿井下输送，输送距离较长，输送面为皮带，该皮带由于长度较大，需要进行在线调整，以达到合适的张力。
电机2数量为两个，分别设置在皮带机本体1两端，电机2与皮带机本体1连接设置并带动皮带机本体1运转。电机2在启动时需要软启动，以避免损坏。另外，运行中皮带的调整通过电机2输出转速与转矩的调整来实现。
电源3与电机2连接并为电机2供电。
变频器4也是两个，分别连接设置在电源3与两个电机2之间。变频器4按照控制模块5发送来的控制参数改变该电源3供电频率后传输到电机2，控制电机2转速及转矩。在启动及皮带机本体1工作出现皮带张力问题时，均可根据实际情况进行调整。
控制模块5分别与两个变频器4同时通讯连接，控制模块5为单片机，可生成控制参数。控制模块5将该控制参数分别发送到两个变频器4，控制变频器4动作，以达到控制电机2、调整皮带机本体1的作用。
本实用新型采用控制模块5控制变频器4，变频器4通过改变频率控制电机2转速及输出转矩，从而不但可实现皮带机本体1的软启动且可在皮带机本体1正常运行中进行调整，采用改变频率方式控制速度，可避免产生冲击电流，且不会降低电机2输出转矩，控制的可靠性及稳定性高。
本实用新型中，控制模块5连接设置有输入模块6。输入模块6可采用计算机或输入按钮，用于输入人工指令，并将该人工指令发送到控制模块5，控制模块5根据该人工指令生成控制参数。人工指令是操作者根据皮带机本体1运行的实际情况进行人工输入指令，进行调整。
本实用新型中，皮带机本体1上连接设置有反馈模块7，反馈模块7还通讯连接控制模块5。反馈模块7将检测到的皮带机本体1运行状态参数发送到控制模块5，控制模块5根据该运行状态参数生成控制参数。采用反馈模块7可实现在线跟踪皮带机本体1运行状态，实现本实用新型调整、控制的自动化，减少人为干预，降低人工成本，提高控制水平。
本实用新型中，反馈模块7包括张力传感器8与速度传感器9。张力传感器8用于检测皮带机本体1运行中各监测点皮带张力状态，速度传感器9用于检测皮带机本体1运行中各检测点皮带运行速度。控制模块5根据反馈模块7发送来的信息，通过对皮带张力、速度的检测，可全面分析皮带运行状态，从而对皮带机本体1进行调整。
本实用新型结构简单、操作方便，且应用控制成本低、使用可靠，便于推广使用。
本实用新型运行效果及分析如下：
真正实现了带式输送机系统的软起动。运用变频器4的软起动功能，将电机2的软起动和皮带机本体1的软起动合二为一，通过电机2的慢速起动，带动皮带机本体1缓慢起动，将皮带内部贮存的能量缓慢释放，使皮带机本体1在起动过程中形成的张力波极小，几乎对皮带不造成损害。
实现皮带机多电机驱动时的功率平衡。应用变频器4对皮带机本体1进行驱动时，采用一拖一控制，当多电机驱动时，采用主从控制，实现功率平衡。
降低皮带带强。采用变频器4驱动之后，由于变频器4的起动时间在1S～3600S可调，通常皮带机起动时间在60S～200S内根据现场设定，皮带机的起动时间延长，大大降低对皮带带强的要求，降低设备初期投资。
降低设备的维护量。变频器4是一种电子器件的集成，它将机械的寿命转化为电子的寿命，寿命很长，大大降低设备维护量。同时，利用变频器4的软起动功能实现带式输送机的软起动，起动过程中对机械基本无冲击，也大大减少了本实用新型机械部份的检修量。
启动平滑，转矩大，没有冲击电流，可实现重载启动。
节能。在皮带机上采用变频驱动后的节能效果主要体现在系统功率因数和系统效率两个方面。
提高系统功率因数：通常情况下，煤矿用电机在工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压、满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳，轻载时降低，造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时，定子电流有功分量很小，主要是励磁的无功分量，因此功率因数很低。采用变频器驱动后，在整个过程中功率因数达0.9以上，大大节省了无功功率。
提高系统效率：采用变频器4驱动之后，电机2与减速器之间是直接硬联接，中间减少了液力耦合器这个环节。而液力耦合器本身的传递效率是不高的，且主要是通过液体来传动，液体的传动效率比直接硬联接的传动效率要低许多，因而采用变频器驱动后，系统总的传递效率要比液力耦合器驱动的效率要高5％～10％。
此外煤矿的生产条件特殊，有时煤的产量不均匀，当然皮带机系统的运煤量也是不均匀的，在负载轻或无负载时，皮带机系统的高速运行对机械传动系统的磨损浪费较为严重，同时电能消耗也低速运行大得多，但因生产的需要皮带机系统又不能随时停车，采用单独的控制系统对前级运输系统的卸荷、本机运输系统的载荷分别进行测量，这样就可控制变频器降速或提前升速。这样对于皮带机系统，可大大节约电能。
另外，矿井通常离变电站距离较远，不同时段电压波动较大，利用变频器4的自动稳压功能，也有部份节能作用。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种变频驱动皮带机，其特征在于，包括：
皮带机本体；
电机，所述电机数量为两个以上，所述电机与所述皮带机本体连接设置并带动所述皮带机本体运转；
电源，所述电源与所述电机连接并为所述电机供电；
变频器，所述变频器数量为两个以上，分别连接设置在所述电源与所述各电机之间，所述变频器按照控制模块发送来的控制参数改变所述电源供电频率后传输到所述电机，控制所述电机转速及转矩；
控制模块，所述控制模块与所述变频器通讯连接，所述控制模块生成控制参数，并将该控制参数发送到所述变频器。
2.如权利要求1所述的变频驱动皮带机，其特征在于：所述控制模块连接设置有输入模块，所述输入模块输入人工指令，并将该人工指令发送到所述控制模块，所述控制模块根据该人工指令生成控制参数。
3.如权利要求1和2任一所述的变频驱动皮带机，其特征在于：所述皮带机本体上还连接设置有反馈模块，所述反馈模块还通讯连接所述控制模块，所述反馈模块将检测到的所述皮带机本体运行状态参数发送到所述控制模块，所述控制模块根据该运行状态参数生成控制参数。
4.如权利要求3所述的变频驱动皮带机，其特征在于：所述反馈模块包括张力传感器与速度传感器。
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