一、引言
皮帶傳送是斜井提升的一種重要方式，它的運輸能力直接關系到煤礦企業的產量和效益。皮帶提升系統傳統上是采用串級調速方式，這種方式存在著功率因數低、能耗大及可靠性差的缺點，實現不了理想的控制效果。隨著國家節能減排及高壓變頻技術和自動控制技術的成熟和發展，改變皮帶提升機電控系統原有的調速方式已成為現實。高壓變頻器是利用改變被控對象的電源頻率，成功地實現了交流高壓電動機大范圍內的無級平滑調速。
二、塔什店主斜井帶式輸送機基本參數
1、雙驅電機：2×630kW 2、額定電壓：10kV 3、速度：V=3.15m/s
4、坡度：а=20.50 3、皮帶長度：1200m 4、皮帶寬度：1m
三、改造方案和實施
變頻器對皮帶傳送機而言，主要控制兩個方面的內容：（1）在煤量充足的情況下能高效地保證皮帶傳送的運輸能力；（2）在煤量較少的情況下能實現調節速度，達到節能的效果。
綜合考慮變頻器的優良特性和用戶的現場工作情況，本著確保皮帶運輸能力和電氣性能優良的情況下，最大限度地為用戶節約成本的理念，其拖動方式為一臺變頻器拖動兩臺電機，即“一拖二”方式， 變頻器容量為1400kVA/10kV，一臺變頻器的容量完全滿足兩臺電機的需要，這種控制方式有效而簡單地解決了兩臺電機的同步問題。該設備多使用在兩臺同軸電機的傳動方式下。如圖1所示：
四、變頻電控系統的組成及簡介
1、控制部分——主控臺
本系統的控制部分采用我公司生產的智能型主控臺，安放于控制室內。該主控臺采用技術先進、性能可靠的日本三菱公司的FX2N型可編程控制器，配以多種檢測、控制組件完成輸送機運行過程中應有的各種皮帶保護和工作狀態顯示為變頻器提供啟動、停止等控制信號，并接受變頻器的故障返回信號及皮帶保護的故障信號。另外，主控臺中還包對制動器及潤滑油泵等輔助設備的控制。
該設備采用日本進口的PROFACE公司生產的觸摸式液晶彩色顯示屏，對帶式輸送機的動、靜態監控及顯示故障位置，該顯示屏與PLC通訊，并利用編程技術以模擬畫面形式形象地顯示出輸送機運行的各種狀態、參數及控制部件的工作情況，如輸送帶速度、輸送帶運行的模擬動態畫面、運行時間等。
2、傳動部分——高壓變頻器
采用一臺完美無諧波多單元串聯疊波、矢量控制、有源逆變的技術及優化的PWM控制算法，實現了正弦電流的輸出。變頻器由移相隔離變壓器、功率單元和控制器三部分組成。高壓變頻器原理圖（見圖2）
（1）隔離變壓器為干式變壓器，采用強迫風冷；原邊為Y型接法，與進線高壓直接相連；副邊繞組為延邊三角形接法，副邊繞組間有一定的相位差。相角度=60°/每相單元數。
副邊繞組為功率單元提供隔離電源，由于為功率單元提供電源的變壓器副邊繞組間有一定的相位差，從而消除了由功率單元引起的諧波電流。
（2）功率單元的原理圖見圖3，它由交-直-交單相逆變電路組成，整流側為二極管組成的三相全橋，輸入電源端R、S、T接變壓器二次線圈的三相低壓輸出，三相二極管全波整流為直流環節電容充電，電容上的電壓提供給由IGBT組成的單相H形橋式逆變電路。
串聯疊波升壓示意圖見圖4：以6kV單象限高壓變頻器為例，它有15個功率單元，每5個功率單元串聯構成一相?？梢缘玫?span style="font-family: Times New Roman;">5~0~-5共11個不同的電壓等級。增加電壓等級的同時，每個等級的電壓值大為降低，減小了dv/dt對點擊絕緣的破壞，并大大削弱了輸出電壓的諧波含量。
（3）控制器是整個變頻器的控制核心。它由三塊光纖板、一塊從控板、一塊主控板、一塊信號檢測板、一塊底板組成，接收觸摸屏和主控臺中PLC的控制信號，來控制整個變頻器的運行。
3、保護部分——帶式輸送機的保護系統
帶式輸送機采用華飛公司設計生產的帶式輸送機保護裝置。
該皮帶保護裝置主控電路核心為單片機，具有性能先進、功耗低、安全性能好、電路結構簡單可靠等優點。
主要特點是有集中、隨機兩種控制方式，用戶可通過設定選擇控制方式。
集中控制時，逆煤流方向從前向后經過啟動、預警依次啟動沿途的帶式輸送機。停機時從本臺以后連鎖瞬間停機。本裝置還具有停前一臺帶式輸送機的功能，大大提高了帶式輸送機的安全性能。
隨機控制時是順煤流方向，特點是開停具有隨機性：即整條運輸線上的輸送機都是有煤預警后自動運行，無煤后延時自動停車。最大限度地減少空載運行時間，有利于節能降耗。
具有煤倉煤位保護，機頭下煤位保護、低速打滑、斷帶、超速、跑偏、撕裂、溫度、煙霧等多種保護功能；超溫或煙霧保護動作時控制電磁閥自動灑水降溫功能；各臺之間通過數據通訊實現集中顯示；并具有對講、打點功能，講話聲音清晰、洪亮、噪聲??；具有語言報警、漢字液晶屏顯示功能。
4、過程控制——上位機監控
監控系統以工業計算機為主機，具備齊全的顯示、故障自診及遠程監控等功能，能夠實現上位系統的人—機對話，它可顯示：
1）帶式輸送機的工作狀況動、靜態顯示；
2）具有工業以太網接口，可以將帶式輸送機的運行狀態參數上傳到調度中心等管理部門?？膳c礦局域網連接。
3）顯示帶式輸送機故障狀態下的故障位置，便于查找故障，并具有故障記憶功能。
上述畫面反映了帶式輸送機所有的運行參數和運行狀態以及故障類型和故障發生時間，并通過上位機監控系統實現遠程監控，我公司技術人員可通過遠程監控系統異地進行故障判斷分析，指導現場人員排除故障。
五、系統優越性
1、系統控制精度高，運行穩定，安全保護齊全，維護檢修方便。變頻器觸摸屏主界面可方便地實現變頻器功能、參數的設定，可以本機控制，也可遠程控制，方便快捷；主控臺觸摸屏可實現系統中各種參數的顯示、梯形圖狀態顯示、帶式輸送機速度動態顯示等，并為以后系統功能的擴展留下充足的空間。
2、啟動平穩，無沖擊，同步性良好，能夠自動達到功率平衡。啟動過程中幾乎無沖擊，降低了電機的噪聲和故障率，實現系統的軟啟動，軟停止。
3、可實現控制系統的自檢、報警、信號記憶及相應的圖文、數字顯示、查詢和打印。
4、具有全中文操作界面，基于Windows操作平臺，彩色觸摸屏，便于就地監控、設定參數、選擇功能和調試。
5、本電控系統現場變更控制內容十分簡單，安裝調試容易。關鍵器件采用可靠性高的進口產品，電子元件全部進行了篩選，保證了產品質量。采用模塊式結構，一旦電路出現故障，可快速更換，不影響生產。
6、系統沒有輸入輸出變壓器，體積小重量輕，減少了基建投資。
7、節能效果明顯，大大降低了用電量，節約了運輸設備對電能的損耗。
8、系統中PLC留有不少于10%的擴展空間，以備將來增加新的控制要求，并能根據現場情況隨時增加相應功能。
9、可根據現場情況在額定速度下任意設定速度。