皮带输送机的变频技术应用
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责任编辑：东莞市一顺机械有限公司
发表时间：2018-02-06
皮带输送机的VVVF变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交一直一交变频当中的一种，其共同特点是输入功率因数低，谐波电流大，直流回路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能四象限运行。为此，矩式交一交变频应运而生。由于矩阵式交一交变频省去中间的直流环节，从而省去体积大、价格贵的电解电容，其实现功率因数为1，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但吸引着众多学者深入研究。
矢量控制变频调速在皮带输送机当中是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流通过三相—两相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流，再按转子磁场定向旋转变化，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1( Im1 相当于直流电动机的励磁电流， It1 相当于与转矩成正比的电枢电流) ，模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，再经过相应坐标的反变化，实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。但是，实际应用中，由于难以准确观测转子磁链，系统特性受电机参数的影响较大，且等效电动机控制过程中的矢量旋转变化较复杂，使得实际控制效果难以达到理想效果。
防爆变频器是将通用变频器装在防爆壳内，实际存在很多问题，其中，散热是其遇到的最大难题。在输送设备变频器内部，逆变模块是发热最多的器件。据专家估计，逆变模块发热约占整个变频器散热量的50%，整流模块发热约占所有散热量的45%，剩余的5%是电解电容、充电电阻、均压电阻以及印制板上的发热元件等产生的热量。热管作为传热性极好的构件，利用“相变”传热的原理，与Cu，Ag等实体材料的天然传热方式完全不同，其有效导热性是Cu，Ag等有色金属的成百上千倍。热管散热器就是利用热管技术改进后的散热器，其采用自冷方式，无需风扇，没有噪声，免维修，安全可靠。防爆变频器的散热采用的就是热管散热器，将功率器件安装在散热器的蒸发段，密封在防爆壳内，热量通过蒸发段传到冷凝器而散发出去。由于直流电机及绕线电机在维护方面较为复杂，人们一直在寻求符合传动要求的交流鼠笼电机的大功率驱动系统。
防爆变频器的启动、停止时间在0 min～10 min间是任意可调的，即启动时的加速度和停车时的减速度任意可调。另外，为了平稳启动，还匹配了S型加减速时间，将皮带机启停时产生的冲击减少至最小，这是其他驱动设备难以达到的。运输系统检修维护的主要工作是皮带机的检修维护。低速验带功能是皮带机检修的主要要求，变频调整系统为无极调速的交流传动系统，在空载验带状态下，变频器可调整电机工作在5%～100%额定带速范围内的任意带速。由于变频器采用无速度传感器矢量控制方式，低频运转最大可输出1.5倍额定转矩，最适于“重载启动”。
