安徽矿业职业技术学院2016届学生毕业设计（论文）
据和维修备件材料消耗分析：改造前皮带使用周期为16～19个月/条；改造后(相同材质的皮带)其使用寿命延长至26～34个月/条。 3.2 系统设计与实现
变频调速技术应用于设备拖动系统中，实现了异步电机低电流启动、调速等功能；提高了生产工艺控制精度，延长设备使用寿命、节约电能等益处。 通过对众多厂家不同系列变频器应用情况统计、分析，结合本系统控制功能的要求，选择ctv28系列(施耐德生产)的变频器较为适宜，此系列变频器具有质量高、性价低、抗干扰能力强、适合炭素恶劣环境使用、多参数控制等功能，十分适合较为复杂多变量控制系统。因此完全满足皮带输送机根据皮带重量大小自动调节皮带走速控制要求。 3.2.1系统配置
(1) 异步电机或电动滚筒参数
●型号y160m—4、功率11kw、1460r/min、皮带走速0.82m/s； ●型号jo2g42—6、功率4kw、 960r/min、皮带走速1m/s。 (2) 变频器
因本地海拔超过2400余米，在选择变频器容量时应考虑其降容因素影响，故留有足够的余量；
●型号ctv-28hd23n4、15kw 20hp、33a、380v 50/60hz； ●型号ctv-28hd12n4、7.5kw、10hp、17a、380v 50/60hz。 (3) 皮带秤
●型号sm14(三组托辊悬浮式结构)：由sm14型全悬浮式称重桥架、sm12c型测速传感器、sm2301-d型数字转换器、sm2301-d积算仪组成；
●型号sm20—1(单托辊)：由sm20型杠杆式称重桥架、sm2012c型测速传感器、sm2001积算器组成。 3.2.2控制原理
中长距离的皮带输送机一般采用11kw普通三相交流异步电动机拖动；短距离的输送机采用4kw三相异步电动滚筒拖动。皮带输料机结构和原理如图1所示。由于皮带输送线上通常设有多个加料口。如我厂煅烧1#、2#、3#回转窑(产能均为6t/h)煅后石油焦原料分别供给2个阳极成型车间生产用料。虽然3台回转窑排料口通过短皮带机与2个成型爬坡皮带连通。但由于1台爬坡皮带输送机原设计输送料量为13.5t/h。若3台窑同时给1个成型原料仓上料，则1台爬坡皮带
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输送机就不能及时将料输送走。在实际中，通常启动2条爬坡皮带同时向2个成型原料贮存仓输料。然后再用车辆转运。故每月要安排40余台?班次车辆平衡物料(转运成型原料仓内的石油焦)。
图1 爬坡皮带输送机结构与原理图
针对生产中存在的上述问题，提出了变频改造计划，经过在1条爬坡皮带输送机控制系统改造试验，并使其工作在60hz条件下，在不同工况环境下连续运行，其电机温度、电流等运行参数均正常(不超过允许值)；在12hz条件下较长时间运行时，15kw异步电机温度较高(达到52℃左右)。
其系统控制原理为：变频器通过外部电位器给定值与皮带秤瞬时流量值相比较，作为皮带输送机控制变频器最终给定值，实现皮带输送机走速根据实际皮带输料量大小进行适当地调节和自动控制，其控制系统原理如图2所示；变频器控制接线如图3所示。
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图2 皮带输送机变频调速系统控制原理
图3 变频器接线图
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应用变频器控制皮带走速功能，实现了根据给料量采取不同的皮带走速控制方式，达到了自动调节皮带的输料能力。如3台回转窑同时生产时，1条爬坡皮带机的驱动电机运行在58hz以上就能满足生产要求；2台窑生产时，电机运行在46hz左右；1台窑生产时，电机工作在31hz左右；料量低于2.8t/h或空载时，电机运行在15hz(此值只作为爬坡皮带最低工作频率；电动辊筒最低工作频率可以达到8hz以下)。变频器改造后，提高了皮带输送机的输送能力，使皮带输送机即能保证实际及时输料目的，又实现了较为经济的运行方式工作。降低设备空耗和磨损，延长设备使用寿命；明显地减少了一线操作人员的巡视、维护、作业等日常工作强度；由于输送机的皮带走速度由原来0.82m/s(电动辊筒皮带走速为1 m/s)提高到1.02 m/s (电动辊筒为1.21m/s)，输料量由原来14.5t/h增加到18.6t/h，备的工作能力提高了24%；每月减少平衡物料用车36台.次(费用580元/台.次)；清料次数减少至9个班1次(改造前为每班1次)；清料量不足0.2t/次(改造前为0.3t/次左右)。1条爬坡皮带就能完全承担3台回转窑煅后焦输送任务。 3.2.3 系统参数设置与调试
变频调速系统安装完成后，根据实际生产情况进行系统调试，才能更加发挥其控制效果。本系统调试主要分为变频器控制参数设置和皮带秤系统参数设定。
由于ctv-28hd系列变频器具有电机参数、信号输入模式等有关参数设置，正确设置这些参数，才能使变频器运行在最佳工作状态。在通常情况下，变频器停止或锁定时，方可修改其控制参数；只有fet、sfr、nrd和sds等少数参数可在运行中修改。 (1) 变频器控制功能激活
●连接(端接)po、pa即可激活变频器的过流(ocf)、电机短路(scf)、外部故障(eef)、内部故障(inf)等保护功能；
●设置opl为yes(电动机缺相保护动作激活)； ●设置电动机热保护动作电流ieh为0.7； ●设置电动机缺相故障有效opl为yes； ●设置进线电源缺相故障有效ipl为yes；
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●设置最高输出频率bfr、电机铭牌频率frs均为60hz。 (2) 信号输入设置
设置ai1、aic为信号输入端：ai1—为给定输入1；aic—为皮带秤量信号输入端。通过给定求和：即aic与ai1信号按照一定的比例求和后，作为变频器的实际控制信号给定；
●设置变频器频率输出上限hsp为60hz；
●设置变频器频率输出下限lsp为15hz：根据表1数据分析，变频器运行频率低于12hz，就会出现电机(普通异步电动机)温度过高问题。因此将变频器的输出下限设置为15hz较为适宜；
●设置aic输入的最小值crl为0ma； ●设置aic输入的最大值crh为20ma； ●设置ao为ocr(输出电机电流信号)；
●设置ao为电动机电流有效值(输入代码ocr)； ●设置aor为4(模拟输出信号为4-20 ma)； ●设置加减速斜坡时间参数rcc为6s；
●设置dec为10s(从0到额定频率的变换范围，确保dec的值与负载比不要太小)。
●(3) 其它参数设定
●控制功能pic设置为no(修正值为正，电动机转速升高)； ●aic信号给定斜率xfb设定值为25； ●极低速度时优化力矩ufr设置为45； ●其余参数可默认为出厂设定值。 3.2.4给定参数确定
电位器给定作为控制信号1由变频器的ai1输入；皮带秤的瞬时流量信号(0~20ma)作为控制信号2由变频器的aic输入。通过变频器的程序处理(比例、合成)，作为变频器的最终控制信号。其主要设置方法如下：
(1) 确定给定1信号的范围。首先断开皮带秤信号，将aic和com两个端子短接， 调整给定1电位器至最小(一般为0ω)，启动变频器运行(带载)，缓慢增加给定电位器电阻至变频器工作在60hz；在调试过程中应多选择几个工作点，以便准确地获得系统控制曲线；实际验证时，要在不同给料量条件下进行测试。最
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