变频控制技术在皮带运输机的应用研究

王大鹏

[摘    要 ]皮带运输机在各大工厂的生产线中使用十分广泛，在传统的生产线中皮带运输机主要是采用了传统的单片机实现系统控制，如今随着生产技术的不断创新，皮带运输机能够拥有变频控制技术，能够满足多元化控制操作，有效提升生产效率和生产质量。本文主要分析了变频控制技术的理论概述，并研究了在皮带运输机中变频控制技术的应用措施。

[关键词]变频控制技术;皮带运输机;应用研究

[中图分类号]TD634.1 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）11–000–03

[Abstract]The belt conveyor is widely used in the production line of major factories. In the traditional production line， the belt conveyor mainly uses the traditional single chip microcomputer to realize the system control. Now with the continuous innovation of production technology， the belt conveyor can have the frequency conversion control technology， which can meet the diversified control operation， and effectively improve the production efficiency and quality. This paper mainly analyzes the theory of frequency conversion control technology， and studies the application measures of frequency conversion control technology in belt conveyor.

[Keywords]frequency conversion control technology; belt conveyor; application research

变频技术属于发展比较成熟的创新技术之一，通过使用变频来满足不同的运行需求，起到节能降耗的效果。如果在工厂生产线的皮带运输机运行中结合变频控制技术，能够通过皮带中货物量有效地控制电机的运行频率，节约环保效果良好，保障运输机运行效率更高，提升运输机的使用寿命，促进企业的稳定发展。

1 皮带运输机概述

皮带运输机由于有点较多，因此在工厂生产和运输过程中使用十分广泛，其使用简单方便、设备的零部件非常标准化、维修起来更加渐变、整体设备结构简介、能够运输的距离相比起来设备都更长、运输量比较大等特点。在生产和运输过程中根据输送工艺的不同，可以把皮带运输机分为多点驱动和单点驱动[1]。在传统的生产运输过程中单点驱动的皮带运输机设备使用十分广泛，这一设备的驱动装备主要是安装在整体运输机的机头位置，并且在很多情况下由于运输距离的限制、运输量的限制以及使用环境的限制，该类型运输机的应用也会受到更大的限制。多点驱动皮带运输机类型能够在中间比单点驱动拥有更多的助力，因此也被称为中间主力多点驱动的皮带运输机。这一类型的运输机在机头和机体的位置安装了驱动装置，能够有效减少运输带上货物压力产生的张力，有效提升了普通运输带的运输效率。目前在生产运输过程中多点驱动运输机的应用更加普遍。多点驱动运输机具有中间滚筒卸载式的多点驱动皮带运输机，在传统运输机的输送带中间另外准备驱动点，从而有效减少橡胶输送带上的张力。此外还有一种安装方式是直线摩擦式，在安装过程中在原有主机的基础上，在输送带下方增设一台或多台普通的皮带运输机，用来辅助承托主机的输送带，多台机器同步运行，能够有效依靠摩擦来不断减小主机输送带的张力。多点驱动相对于单点驱动来说运输量更大，在工作中能够保证稳定的运行状态。当前需要研究的关键，就是如何在多点驱动皮带运输机运行的基础上，应用变频控制技术，实现生产运输的自动化运行。

2 高压变频器的技术优势分析

在皮带运输机的应用過程中结合高压变频器技术的应用，能够帮助实现全启动皮带运输机的目的，结合变频控制技术的应用，缓慢地启动机械设备电机，能够帮助把机械设备中皮带的内部力量充分发挥出来，减少机械受到的损伤，提升交代的工作寿命和工作效果[2]。高压变频器的应用还能够有效减少皮带运输机的皮带强度，保持机械设备在1h内完全启动，一部分演唱出来的机械设备部分，启动时间用来减少对于皮带强度的要求，这样能够有效地减少皮带运输机当中皮带的维护保养成本和采购成本，优化机械设备管理质量。高压变频器技术的应用能够从抵押变频控制系统实现多电机共同驱动的转矩平衡问题。变频器驱动电机的应用能够有效节省更多的能耗，更好地控制皮带运输机在生产和运输过程中的运行速度，能够根据在生产运输过程中皮带运输机伤的负载变化而进行运行频率的变化，节省更多的能源消耗。

3 电动机选型

在皮带运输机的运行过程中应用比那品控制技术，需要科学合理的根据电力拖动系统选择电动机[3]。工作人员需要确定出电动机的不同种类，了解电动机拥有哪些不同的型号，计算出电动机的额定电压和额定电率之后，进行科学合理地选择。在运行过程中要结合额定功率的应用不能超过规定的数据值要求。电动机的选择需要符合机械设备特性要求，在机械设备处于一定的负载之下，能够拥有更加稳定的转速，也要具备良好的启动和制动性能。在选择电动机结构过程中，要根据设计安装要求和工作环境进行选择。电动机的应用能够实现电力拖动系统完成拖动生产机械相关的工作。由于生产机械设备的种类非常多，生产工艺水平不同，因此也会出现不同的电动机分类。在选择的过程中想要确保选择的种类更加合理，一是重视电动机的性能，二是了解生产工艺的特点，确保选择的电动机能够准确地完成工艺要求。

4 变频器的选择

4.1 变频器的控制和分类

要想确保皮带运输机实现变频变压，正确地输送平滑规则的正弦波形，需要利用变频器来提升驱动性能。UCF控制电压和频率之间的比例，控制电路的内部结构更加简单方便，成本比较低，机械性能相对来说比较优越，能够满足普通传播过程中平滑调速的运行要求。通过使用转差频率更好地控制电动机的转速，通过控制电动机和发动机的速度，来有效地控制逆变器输出频率，实现滑移速度控制运行模式。矢量控制主要是用于分量的计算，针对电流磁场和转矩分量进行计算，实现转矩控制，从电流磁链的简介控制转变成为直接控制。

4.2 变频器的选择

在生产运输过程中皮带运输机的应用时间比较长，因此机械设备的电动机长时间处于低速高扭矩的旋转过程中[4]。PLC匹配变频器属于矢量型变频器类型，机械设备的动态性能十分良好，能够保持低速高转矩输出。该变频器的操作面板能够进行手动调整，配备有多个不同的固定频率，机械设备的固定频率值是功能码来设定的，并且机械设备的频率番位可以选择外部终端。但是由于这种操作模式受到了频率数量的限制，因此这种方式并不经常使用。该变频器的应用选择了模拟频率模式，内部设置有模拟输入端子，能够在电流或者是电压出现变化之后，在一定的范围内改变反相器的输出频率。在运行过程中PLC可以拓展出模拟输出模块。频率转换器拥有一个网络接口，能够跟网络进行对接，通过开展通信模式，接受频率控制的指令。可以设置成为由指令需要的频率进行输出，利用一个通信线路把PLC连接到转换器当中。

5 变频控制皮带运输机设计方案

5.1 变频器

通过在运输机的运行过程中采用变频控制技术，能够结合变频器的应用来改变原有电机的工作电源频率，更好地控制交流电。变频器包含有未处理单元、驱动单元以及制动单元等，可以更好的控制电流频率的应用，实现电机工作交流电的运行状态。在皮带运输机的运行过程中，结合现场的实际生产情况，了解到应该提供的供电频率，然后调整频率满足现场的生产要求，达到节能的效果[6]。根据变频器运行过程不同，可以将其分为两种不同的类型，交–交变频器和交–直–交变频器2种。第一种类型是把工频的交流转变为频率可以调整的交流电压，也被称为是直接式变频器。

第二种变频器則是首先把工频交流转变为直流，然后再利用整流器的操作，把直流变换为频率电压，实现交流的可调整目的。这种变频器的运行过程属于间接式的，称为是间接式变频器。在生产运输过程中第二种变频器的应用十分广泛。

5.2 多点驱动

结合多点驱动的方式，能够缓解在皮带运输机的运行过程中，输送带张力逐渐增大的情况，确保在负荷量不断提升、输送的距离也逐渐的加长情况下张力也会随之增加的情况，结合多点驱动的生产运输方式，把输送带原本承担的张力输送到不同的输送过程中，有效地减少输送带的张力。在运输机的运行过程中可以设置多个不同的驱动装置，作为逆止器的作用避免输送带在运输过程中出现断带的情况，确保皮带运输机的稳定运行。

5.3 PLC控制器

PLC是可编程逻辑控制器的英文缩写，能够通过多点驱动来实现皮带运输的变频控制，把多点驱动皮带运输机和控制技术有效地结合在一起，解决皮带运输机工作中操作控制不方便的问题[7]。PLC分为监测系统和控制系统。其中监测系统通过在机械设备不同位置的传感器运行中，实时了解输送机的工作状态。传感器能够把自己实时监测得到的数据信息发送给PLV计算机进行处理。控制系统则是在设备处理监测数据技术之后，采集信号进入到控制系统，分析检测信号之间的强度和间隔，出现断链和掉链的运行故障能够自动报警。在实际的生产过程中在皮带运输机的机头位置和中部位置都安装了保护装置，保护装置能够更好地避免物料和开关发生碰撞，确保开关能够更加灵敏。

5.4 安装布置

想要有效的实现多点驱动系统电频同步运行，需要做好安装设计工作，在设计的布置过程中，按照顺序来启动2台电动机，启动的间隔时间设置为8s，输出的电流值按照误差控制进行计算，确保电机能够在过载和空载的情况下都平稳安全地运行[8]。PLC产品的种类型号非常多，不同的产品不同的性能、不同的容量、不同的系统指令、不同的结构和不同的变成方式。因此需要结合功能要求来选择PLC机型设备，尽可能地满足生产的适用性。在选择过程中要采用科学合理的结构形式和安装方式，满足系统可靠性和响应速度要求。在生产运输过程中结合变频控制皮带运输机的应用，能够提升生产运输效率，避免在空载和满载的情况下出现电频不平衡的情况，减少对电机产生的损伤，减少输送带的磨损，提升运输机的使用寿命，让输送机更加安全可靠地运行。

6 结束语

在生产运输过程中皮带运输机的工作环境比较特殊，运输距离非常远、运输量非常大，并且要求运输速度要快，在复杂的生产环境中会对机械设备的电动机运行产生影响。通过采用变频控制技术能够优化带式输送系统，提升运输机的运行可靠性、安全性，提升生产效率。

参考文献

[1] 张孝峰.变频控制技术在皮带运输机改造中的应用[J].机械管理开发，2020，35（4）：128-129.

[2] 徐中俊.PLC控制技术在皮带运输机中的应用研究[J].科学技术创新，2019（33）：164-165.

[3] 王俊峰.变频控制技术在皮带运输机的应用探讨[J].机电工程技术，2019，48（10）：186-188.

[4] 闫晓栋.变频技术在矿用皮带运输机调速系统中的应用[J].能源与节能，2019（5）：74-75.

[5] 张自飞，苏秦.变频控制技术在皮带运输机的应用研究[J].内蒙古煤炭经济，2018（23）：61，110.

[6] 赵娟琴.变频技术在皮带运输机调速系统中的应用分析[J].能源与节能，2018（6）：153-154.

[7] 宋昌兴.变频技术在矿用皮带运输机调速系统中的应用[J].内蒙古煤炭经济，2017（14）：16，38.

[8] 王玉涛.远程集中控制技术在皮带运输机上的应用[J].山东煤炭科技，2013（1）：251-252.

[9] 李敏.浅谈变频调速技术在煤矿皮带运输机中的应用[J].机电信息，2019（17）：68-69.

[10] 闫晓栋.变频技术在矿用皮带运输机调速系统中的应用[J].能源与节能，2019（5）：74-75.