王明芬
37132319910101**** 山东日照 276500
摘要：带式输送机作为散状物料输送领域中效率最高、应用最为广泛的物料运输装备，是一种以输送带作为承载与牵引部件，依靠摩擦传动实现连续运转的物料输送设备。其主要由输送带、托辊、机架、驱动装置、拉紧装置、制动装置、滚筒组及其它辅助设备构成，已广泛应用在矿山、冶金、水泥、码头等领域，目前正向着长距离、大倾角、高带速、智能化的方向发展。鉴于此，本文对带式输送机节能控制方法进行分析，以供参考。
关键词：变频、带式输送机、节能
引言
现阶段，中国井下生产中所用的输送机多为变频器拖动，多数具备软启动功能，但其仍未最大程度地发挥变频装置所具有的全部优势。一般来说，在带式输送机正常运行的过程中，当皮带上均匀分布的货量不大时，若能在确保运行安全的同时降速运行，便能够减少皮带运行时与托辊、滚筒及皮带等组件的磨损，还能够显著降低运行能耗，从而对企业综合效益的提升起到积极的推动作用。
带式输送机作为井下长距离运输所不可或缺的关键性设备，一直是井下能耗大户之一。因此，将变频节能技术应用到带式输送机的调试控制中，通过对井下实际生产作业需求的分析，确定适宜的输送机带速区间，进而通过配套监测装置实现对输送机带速的实时智能调节，在降低运输机损耗的同时降低运行能耗，从而为矿井综合效益的增长提供有力助推。
带式输送机能量浪费来源的基础上，从多方面提出了带式输送机节能控制策略，提升带式输送机的运行效率，进而减少电量消耗与设备磨损，有效地降低企业投入成本，有力地促进带式输送机的节能减排与绿色发展。
1带式输送机概述
本文所研究带式输送机为头尾双驱型，该类型带式输送机包含有两个电机，主要由输送带、驱动装置、滚筒、托辊以及拉紧装置等组成。
一般情况下，综采工作面的输送机分为带式输送机和刮板输送机。本文将以镇城底矿使用的带式输送机为研究对象。输送带主要包括有外部覆盖层、中间骨架、隔离层三部分。为确保其能适应工作面的生产需求，输送带须具备良好的静特性、动特性以及黏弹性。其中，动特性作为其在工作中所体现的性能需满足滞后特性、蠕变特性、松弛特性以及频率特性。
2带式输送机的特点
2.1对环境及能耗影响小
在相同的载重量下，带式输送机耗电量是刮板传送机的75%，另外带式输送机在煤炭输送过程中，没有产生过多的粉尘，从而对井下工作环境影响较小。
2.2输送成本低
带式输送机是连续传送煤炭的设备，它可以进行高负荷、长距离的煤炭输送，所以，带式输送机具有输送成本低及输送效率高的特点。
3带式输送机变频调速系统变频调速理论基础
目前，变频器在工业生产中的应用相对频繁且应用范围相对广泛，其主要功能是实现对交流异步电机的软启动、变频调速、过载保护和过流保护功能[4]。带式输送机变频调速系统应用的基础在于系统可实时对带式输送机所运送物料的状态及带式输送机的温度、压力等参数的实时监测和采集，并将上述所采集的数据上传于PLC和上位机中，通过对上述参数的对比分析对变频器的输出频率进行调整，从而达到对电机转速的控制，最终实现对带式输送机带速的控制。
4带式输送机能量浪费的主要来源
由于生产的不连续性与运输的连续性之间的矛盾，使得带式输送机经常处于半载甚至空载的运行工况，其运输物料的效率较低。
传动装置的能量损耗问题。传统带式输送机得驱动装置通常由异步电机、液力耦合器或液体粘性软起动、减速器、联轴器等组成，起动时扭矩小，难以实现满载起动，且故障形式多样，故障率高，维护成本较高，功率传递效率低，特别是在输送机数量多，工作时间长的煤矿，浪费能源的情况较为明显，是一种严重的能源浪费。
5带式输送机节能改造方法
5.1基于带式输送机料流监测的调速控制方法
根据专家学者分析及现场经验，带式输送机输送带上的料流越稳定、质量分布越均匀，则输送机系统耗电量就越低。因此通过实时判别输送带上的物料状态，以此合理调整输送机的运行状态，即可达到提高能效的目的。其中，输送带上物料的瞬时流量是最为重要的物料状态参数。有效的获得物料瞬时流量则是该技术的核心。
随着计算机技术与机器视觉技术的发展，激光测量法逐渐应用在带式输送机料流监测方面，该光学测量技术具有柔性大、结构简单、成本较低及高精度等优点，通过激光扫描仪实时获取输送带上物料横截面轮廓信息，快速实现瞬时流量计算。除去监测物料横截面轮廓信息之外，基于料宽比的料流分析法也在逐渐应用，该方法基于视频与识别技术，通过实时比对料流宽度与输送带宽度，可粗略地进行瞬时流量判定。
5.2模糊控制策略的设计
带式输送机节能控制的依据包括有带式输送机的实时载重量、煤矿煤仓煤炭储量、带式输送机载重变化率以及给煤量变化率。因此，模糊控制思路对不同输入、输出量下的模糊控制规则进行设定。
5.3新型驱动装置代替传统驱动
带式输送机输送带为粘弹性体，在起动和拉紧中，输送带内部会储存大量的能量，而在制动时输送带存储的能量将释放，这就造成输送带产生动张力。为尽可能地降低输送带在过渡工况下的动张力，降低对输送机电气装置与机械本体的冲击，输送机通常安置有软起动装置。目前常用的软起动装置或技术有：变频调速、可控硅电机调速、调速型液力耦合器、液体粘性软起动、CST可控软起动装置等，其中液力耦合器、液体粘性软起动和变频技术应用最为普遍。
随着电动机技术的发展，永磁同步电机正在逐渐取代传动的机械驱动装置，其直接驱动传动滚筒使得输送机运转，使得传动系统结构中抛弃原有的液力耦合器、齿轮减速箱等中间传动装置，减少了传动损耗，提高了传动效率。
5.4耦合补偿的思路
带式输送机启动阶段功率不平衡问题是通过采用耦合补偿的思路解决。耦合补偿系统能够对设备中两个电机的参数进行实时监测，当发现某个电机的运行状态存在一定的差异性时，系统会给予一定的补偿。通过上述策略对带式输送机控制器进行双向补偿，为实现电机的同步奠定基础。
结束语
以带式输送机变频节能为对象开展探究，结合具体工程实际，在分析输送机降速运行理论的基础上，对输送机变频调速系统的构成和实施进行了探究，并对变频调速系统应用后的节能效果进行了分析，希望能够为其他矿井相似工程的开展提供参考。
煤矿生产规模逐渐加大，带式输送机在煤矿中的应用规模、数量也在逐渐增大，相应的功率随之增大，煤矿企业皮带机设备耗能也逐渐明显。由于带式输送机所承受的载荷随着设备的运转不断变化，皮带输送机工作时皮带传送速度是恒定的，这样在某些时段造成皮带输送机电能浪费，其主要原因是皮带输送机中的运行电机，不管在任何工况、任何载荷下其运转速度都是保持不变的恒定速度，消耗多余的电能，但是做了无用的功，这就无形中增加了皮带输送机运行成本，造成电力能源浪费。所以，合理对带式输送机运转速度进行调节，降低带式输送机的能耗是具有重大意义的。
参考文献
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