當皮帶機因故帶料停止后,再啟動時屬于重載啟動。要求變頻器能夠對皮帶機進行帶料重載啟動。皮帶機在帶料進行重載啟動時,電機輸出的轉矩,即要克服皮帶下面每個支撐滾輪和滾輪軸之間的靜態摩擦力造成的阻力矩,也要克服物料在皮帶上向下的拉力造成的阻力矩。物料在皮帶上向下的拉力造成的阻力矩是常數。但靜態摩擦力要比動態摩擦力大的多,這就使得為克服靜態摩擦力的初始啟動轉矩,比正常運行時動態摩擦力造成的阻力矩大的 多。因此變頻器必須具備低速大啟動轉矩的功能。
實際在啟動的過程中,由于皮帶的伸縮性,每個滾輪是先后按順序逐個轉動的,不會同時轉動。即使滾輪轉動起來,由于速度很低,滾輪與滾輪軸之間的潤滑不好,會非常澀,其 動態摩擦力是不穩定的,因此低速啟動時的轉矩有一定的波動。而且在整個啟動過程中,需 要一定的時間,才能使所有滾輪都轉動起來,轉矩才開始下降。也只有達到一定的速度,潤滑改善,轉矩的波動才會減少。因此這種大的低速啟動轉矩,是需要維持一定的時間的,一 般至少幾秒鐘。和皮帶的長度及啟動時的最低轉速,以及皮帶的伸縮性等有關。而且啟動時 由于速度低,轉矩和速度的波動會比較大。
變頻器的過載能力為 a150%-1 分鐘,間隔 10 分鐘。而且可以在電流提高比較少的條件 下,通過強勵磁的方式,提供比額定轉矩還要大的多的啟動轉矩,因此低速時的啟動轉矩特 別大,可以達到 150%-200%。這種動態的大啟動轉矩,時間持續很短,當所有的支撐滾輪 都轉起來以后,也就沒有靜態摩擦力了,只有動態摩擦力,因此皮帶機的驅動力矩,比啟動 時要小,只需要克服物料的重力通過皮帶的拉力產生的阻力矩,也就是正常運行時的阻力矩。 變頻器在實際運量已經達到 4400T/H(接近額定運量 4500T/H)時因故停止,然后再啟動, 仍然可以帶料重載啟動。
下圖為該皮帶機重載時的運行數據。設計運量為4500T/H,實際已經達到4400T/H, 接近設計的極限值,4臺電機負載電流均為138A,一點不差。轉矩電流達到 73.2%-73.5%,非常均衡,誤差 0.3%。但是轉速范圍為 1478-1488rpm。其中主機 4#電機的主驅動輪更換了,直徑比其他輪的直徑略小一點,因此速度偏高,且誤差比較大。從機的轉速為1478rpm, 主機的轉速為1488rpm,而且偏差在 10rpm 左右,接近 0.67%,相當于電機的額定滑差, 但是轉矩電流和電機電流都非常均衡。這就是負載均衡控制的功能在起作用。
由于變頻器是采用雙閉環的無速度傳感器矢量控制,而且這種速度的閉環控制是不需要速度傳感器的,變頻器通過輸出勵磁電流,自動檢測電機的實際速度,并利用速度反饋值進行閉環控制。而且主機是速度閉環控制,這就要求該速度閉環的響應要快,這樣速度反饋才能緊緊地跟隨速度給定,變頻器可以在穩定工作的區域內長期連續地穩定運行,不會進入失速區,也就不會發生堵轉的現象,這對于低速的大啟動轉矩是非常有好處的。變頻器啟動后還可以低速驗帶,然后在高速運行。啟動中可以采用 S 字型,使得皮帶所受的拉力變化均衡,皮帶機的啟動變成了軟啟動,不會突然將皮帶拉斷。
5、結論
東芝三菱 TMEIC 的高壓變頻器非常適合于皮帶多機驅動的場合,其多機驅動時負載均 衡控制能力很強,也具有大啟動轉矩的能力,從國內眾多多機皮帶驅動的業績也證明了這點。