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摘 要 输送机、刮板机是选煤厂输煤系统的关键设备。大型电机均采用变频驱动装置。变频驱动对改善设备运行工况，提高运能发挥了重要作用，不但解决了工频起动造成的冲击等问题，而且提高了系统功率因数，大大提高了系统效率，提高了洗煤效率和产能。
关键词 变频驱动；不间断；运行；装置
中图分类号：TM352 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0018-01
1 项目的意义和必要性
变频器属于高技术复杂设备，一旦出现问题，系统难以短时修复。多数使用中采取一用一备方案，虽然缩短故障停机时间，但投资高，需停机切换。而工频/变频互换方式投资小，但采用工频方式运行问题突出，系统切换到工频运行时或在工频条件下起动运行，如果起动太快，张紧装置就来不及张紧，引起传动滚筒打滑。特别对于较长距离及上运皮带，如果起动加速度太大，会引起物料下滑和滚料现象。如果电机与带式输送机传动滚简直接采用刚性传动，会引起空载起动时加速度大，引起过大的电气和机械冲击，而满载起动时会发生堵转现象。在工频条件下，不能实现低速下持续地运行以便检查输送带有关运行情况（如接头或带磨损情况）。因此，如何在变频条件下，提高系统可靠性，延长系统平均无故障时间成为变频驱动研究人员和工程设计人员的热点。
针对皮带运行特点及变频随机故障给系统带来的问题，如何设计高可用性变频冗余驱动是一个紧迫而重要的任务。本文以耿村洗煤厂为例，针对A201、A707、A709、A701、A224、A233皮带及202刮板机的变频驱动，融合现代检测技术，智能冗余控制技术，变频驱动等技术进行变频驱动冗余研究，通过研究，以期实现皮带变频驱动异常情况不停机快速切换技术及不间断高可靠性稳定运行，降低系统维护量。项目完成后，对于关键设备变频驱动控制方面具有重大技术突破，且可以移植到集团公司及其它工矿领域。装置的投运可避免故障停机，实现变频器不停产定期维护，由故障维修变为预防性维修，改变系统维护方式。
2 研究内容、试验内容和技术方案
2.1 研究内容
1）皮带冗余驱动设计研究。A210皮带机在整个皮带运输系统的特殊性，研究A201变频驱动的冗余设计，主要包括A201皮带信息检测方案设计，驱动冗余控制方案设计，A201变频驱动异常运行不停机切换策略研究，A201变频驱动异常运行不停机切换实现研究。
2）刮板机冗余驱动设计。A707、A709、A701、A224、A233皮带机及202刮板机变频驱动冗余变频驱动控制如果采用每条皮带设计一套冗余系统，设备体积大，投资较多，本项目综合考虑可靠性和成本因素，研究A707、A709、A701、A224、A233皮带机及202刮板机共用一套冗余驱动系统。主要研究内容包括各条皮带信息检测方案设计，多机变频驱动冗余设计的拓扑结构研究，多机变频驱动冗余设计的互锁研究，多机变频驱动冗余设计不停机全自动快速切换策略研究，多机变频驱动冗余设计实现研究。
3）刮板机冗余电控驱动容量优化配置研究。由于每条皮带功率不同，驱动冗余系统的容量优化对提高系统性价比具有重要意义，如何选取驱动冗余系统的容量是本项目研究内容之一。
2.2 试验内容
1）系统的闭锁关系试验。
2）A201皮带冗余电控驱动不停机切换试验。
3）多机冗余不停机切换试验。
4）系统抗干扰试验及性能试验。
2.3 技术方案
本项目中，主要研究内容是在系统出现异常情况下的不停机自动切换，提高系统生命周期内平均无故障时间，从而实现系统运行的高可靠性及关键设备高可用性。针对A201皮带冗余电控驱动，方案如图1所示。
图1 A201皮带冗余电控驱动方案
图2 皮带及刮板机冗余电控驱动方案
主厂房七楼A201机头下方，在原驱动系统并入冗余驱动设备，正常情况下，冗余驱动设备备用，当A201原驱动系统出现问题时，A201变频器的故障信号作为自动切换控制箱触发信号，触发冗余驱动装置，快速切换到系统，供A201皮带正常使用，该方案考虑保持系统快速切换的同时，尽量利用原系统现有设施，改造简单，易于实现。A707、A709、A701、A224、A233，202刮板机冗余电控驱动方案如图2所示。
该方案在原系统的基础上，通过冗余驱动系统，实现A707、A709、A701、A224、A233皮带机及202刮板机冗余电控驱动，一旦原系统中某个驱动控制出现异常，通过冗余控制柜完成冗余驱动系统自动不停机快速切换，使设备正常运行。
3 结论
项目在原系统的基础上，融合先进的检测技术，智能控制技术、驱动技术，形成本项目冗余控制策略，实现皮带变频驱动异常情况下不停机快速切换，保证系统不停机高效安全运行，降低系统维护工作量，极大提高运行设备自动化水平。
参考文献
[1]梁吉鹏.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].科技风，2008（11）.
[2]马志军.变频调速技术在洗煤厂供水系统中的应用[J].陕西煤炭，2010（3）.
关键词 变频驱动；不间断；运行；装置
中图分类号：TM352 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）22-0018-01
1 项目的意义和必要性
变频器属于高技术复杂设备，一旦出现问题，系统难以短时修复。多数使用中采取一用一备方案，虽然缩短故障停机时间，但投资高，需停机切换。而工频/变频互换方式投资小，但采用工频方式运行问题突出，系统切换到工频运行时或在工频条件下起动运行，如果起动太快，张紧装置就来不及张紧，引起传动滚筒打滑。特别对于较长距离及上运皮带，如果起动加速度太大，会引起物料下滑和滚料现象。如果电机与带式输送机传动滚简直接采用刚性传动，会引起空载起动时加速度大，引起过大的电气和机械冲击，而满载起动时会发生堵转现象。在工频条件下，不能实现低速下持续地运行以便检查输送带有关运行情况（如接头或带磨损情况）。因此，如何在变频条件下，提高系统可靠性，延长系统平均无故障时间成为变频驱动研究人员和工程设计人员的热点。
针对皮带运行特点及变频随机故障给系统带来的问题，如何设计高可用性变频冗余驱动是一个紧迫而重要的任务。本文以耿村洗煤厂为例，针对A201、A707、A709、A701、A224、A233皮带及202刮板机的变频驱动，融合现代检测技术，智能冗余控制技术，变频驱动等技术进行变频驱动冗余研究，通过研究，以期实现皮带变频驱动异常情况不停机快速切换技术及不间断高可靠性稳定运行，降低系统维护量。项目完成后，对于关键设备变频驱动控制方面具有重大技术突破，且可以移植到集团公司及其它工矿领域。装置的投运可避免故障停机，实现变频器不停产定期维护，由故障维修变为预防性维修，改变系统维护方式。
2 研究内容、试验内容和技术方案
2.1 研究内容
1）皮带冗余驱动设计研究。A210皮带机在整个皮带运输系统的特殊性，研究A201变频驱动的冗余设计，主要包括A201皮带信息检测方案设计，驱动冗余控制方案设计，A201变频驱动异常运行不停机切换策略研究，A201变频驱动异常运行不停机切换实现研究。
2）刮板机冗余驱动设计。A707、A709、A701、A224、A233皮带机及202刮板机变频驱动冗余变频驱动控制如果采用每条皮带设计一套冗余系统，设备体积大，投资较多，本项目综合考虑可靠性和成本因素，研究A707、A709、A701、A224、A233皮带机及202刮板机共用一套冗余驱动系统。主要研究内容包括各条皮带信息检测方案设计，多机变频驱动冗余设计的拓扑结构研究，多机变频驱动冗余设计的互锁研究，多机变频驱动冗余设计不停机全自动快速切换策略研究，多机变频驱动冗余设计实现研究。
3）刮板机冗余电控驱动容量优化配置研究。由于每条皮带功率不同，驱动冗余系统的容量优化对提高系统性价比具有重要意义，如何选取驱动冗余系统的容量是本项目研究内容之一。
2.2 试验内容
1）系统的闭锁关系试验。
2）A201皮带冗余电控驱动不停机切换试验。
3）多机冗余不停机切换试验。
4）系统抗干扰试验及性能试验。
2.3 技术方案
本项目中，主要研究内容是在系统出现异常情况下的不停机自动切换，提高系统生命周期内平均无故障时间，从而实现系统运行的高可靠性及关键设备高可用性。针对A201皮带冗余电控驱动，方案如图1所示。
图1 A201皮带冗余电控驱动方案
图2 皮带及刮板机冗余电控驱动方案
主厂房七楼A201机头下方，在原驱动系统并入冗余驱动设备，正常情况下，冗余驱动设备备用，当A201原驱动系统出现问题时，A201变频器的故障信号作为自动切换控制箱触发信号，触发冗余驱动装置，快速切换到系统，供A201皮带正常使用，该方案考虑保持系统快速切换的同时，尽量利用原系统现有设施，改造简单，易于实现。A707、A709、A701、A224、A233，202刮板机冗余电控驱动方案如图2所示。
该方案在原系统的基础上，通过冗余驱动系统，实现A707、A709、A701、A224、A233皮带机及202刮板机冗余电控驱动，一旦原系统中某个驱动控制出现异常，通过冗余控制柜完成冗余驱动系统自动不停机快速切换，使设备正常运行。
3 结论
项目在原系统的基础上，融合先进的检测技术，智能控制技术、驱动技术，形成本项目冗余控制策略，实现皮带变频驱动异常情况下不停机快速切换，保证系统不停机高效安全运行，降低系统维护工作量，极大提高运行设备自动化水平。
参考文献
[1]梁吉鹏.变频节能技术在煤矿机电设备中的应用[J].科技风，2008（11）.
[2]马志军.变频调速技术在洗煤厂供水系统中的应用[J].陕西煤炭，2010（3）.