圖2  皮帶機示意圖

煤礦井下皮帶機目前對拖動技術的要求越來越高，基本要求是：

(1)控制簡單，啟動特性好，調速性能好，啟動轉距大；

(2)節能；

(3)工作可靠，維護量��；

(4)價格適中。

采用無速度傳感器矢量控制（SVC）的防爆變頻器能夠滿足用戶要求，將是井下皮帶機拖動的發展方向。

1、技術比較

（1）直接起動，轉矩大，但力的傳導不均，尾部反應慢，在皮帶底部有堆積現象。

（2）偶合器起動，皮帶機慢慢起動，當達到一定轉矩時皮帶開始運轉，而且起動過程中出現打滑現象，造成安全隱患。

（3）采用防爆軟起動，皮帶機空載時起動平穩，轉矩降低，減少沖擊，延長電機、膠帶機、機械系統的使用壽命，但重載時需突跳，對膠帶機沖擊較大。

（4）采用防爆變頻器時，調速范圍廣，起動轉矩大，可以在重載下緩慢起動，起動安全可靠，對于多電機拖動同步性能好，在匹配煤流傳感器后，可自動依據煤流大小自動調速，一般可節約電能，并且電機功率因數有明顯提高。

2、綜合成本的比較

（1）電動機+減速器直接起動初期投入費用不高，但維護費用大。

（2）電動機+液力偶合器+減速器，初期投入不太高，維護費用較大。另外因設備處于回風巷內道，液力偶合器維護不好常常漏油，有很大的安全隱患。

（3）軟起動電動機+減速器，初期投入費用居中，維護費用相比前兩種要少，能滿足使用要求。

（4）變頻器+電動機+減速器，初期投入費用較高，維護費用最低，可調整運行速度，僅從帶電一項上就可逐步收回成本。

綜上所述，應用變頻器是最好的一種方式。

3、變頻器在皮帶機拖動上的應用特點

（1）優越的軟起動、軟停止特性。防爆變頻器的起動、停止時間是任意可調（0-10min）的，也就是說起動時的加速度和停車時的減速度任意可調，同時為了平穩起動，還可匹配其具備的S型加減速時間，這樣可將皮帶機起停時產生的沖擊減少至最小，這是其它驅動設備難以達到的。

（2）驗帶功能。煤礦的生產運輸系統多以皮帶機為主，運輸系統檢修維護的主要工作是皮帶機的檢修維護，低速驗帶功能是皮帶機檢修的主要要求，變頻調整系統為無極調速的交流傳動系統，在空載驗帶狀態下，變頻器可調整電機工作在5%-100%額定帶速范圍內的任意帶速。

   （3）平穩的重載起動。皮帶機在運煤過程中任意一刻都可能立即停車再重新起動，必須考慮“重載起動”能力。由于變頻器采用無速度傳感器矢量控制方式，低頻運轉最大可輸出1.5倍額定轉矩，因此最適于“重載起動”。

（4） 功率平衡。煤礦井下皮帶機系統多為雙滾筒驅動或多滾筒驅動，為了保證系統內的同步性能，首先，要求位于機頭的各滾筒應同步啟停，在某一電機故障時能使系統停機，同時為了保證系統的運輸能力，應盡量保證各滾筒之間的功率平衡。通過調整相應兩變頻器的速度給定來調整兩電機之間的速度差，便可以任意增大或減小兩驅動電機的電流差值的大小，因此可以通過單獨的控制系統控制各電機的電流值，通過調整各電機的速度來使各電機電流值逐步趨于平衡。英威騰CH系列特有下垂功能，可動態調整系統的功率平衡。

（5）自動調速、節電效果明顯。對應于煤礦的特殊生產條件，有時，煤的產量是極不均勻的，當然皮帶機系統的運煤量也是不均勻的，在負載輕或無負載時，皮帶機系統的高速運行對機械傳動系統的磨損浪費較為嚴重，同時電能消耗也較低速運行大的多，但因生產的需要皮帶機系統又不能隨時停車，采用單獨的控制系統對前級運輸系統的載荷、本機運輸系統的載荷進行分別測量，這樣可控制變頻器降速或提前升速。對于載荷不均的皮帶機系統，可大大節約電能。

（6）降低膠帶張力。由于采用防爆變頻器所產生的良好起動特性，至少可降低起動張力30%，如在初期設計選擇膠帶強度時可降低一個標號。在實際應用過程中，由于降低了起動沖擊，皮帶機機械系統的設備損耗也隨之降低，尤其托輥及滾筒的壽命成幾倍的延長。

（7）現場應用證明，采用防爆變頻器將大大提高皮帶機的可靠性，降低機械系統損耗，減少運輸系統的維護量，且節能明顯。隔爆變頻器以其特有的軟啟動特性，較高的性價比，將成為井下皮帶機拖動的發展方向。