近幾年，中壓隔爆變頻器在輸送機上應用比較廣泛，其中不乏在下運輸送機上應用的例子。但是，人們往往過分夸大變頻器的功能，認為下運輸送機一旦采用變頻器，既能節電又能提高系統性能。然而，事實卻不盡如此，變頻器如果使用不當，可能會給下運輸送機的可靠性與運行安全帶來很大的隱患。所以，有必要糾正一些使用誤區，理性地選擇與使用變頻器。
1、下運帶式輸送機的運行特點
下運帶式輸送機所受的力包括：承載分支被運送物料重力的下滑分力，h，物料與膠帶運行時與托輥的摩擦阻力。總的阻力。當輸送機空載或輕載時，此時輸送機的阻力為正，即正阻力工況，電動機工作在電動狀態，輸出的是驅動力矩；當輸送機載荷較大時，此時輸送機阻力為負，即負阻力工況，電動機工作在發電狀態，輸出的是制動力矩。輸送機運行時，這2種工況會隨著運輸量的不同相互轉換。
在設計下運帶式輸送機的控制方案時，經常將輸送機與提升機相類比，由提升機較多地使用變頻器而得出下運帶式輸送機也應使用變頻器的結論。實際上，下運帶式輸送機與提升機的負載特點及運行要求有很大不同。在額定載荷工作時，下運帶式輸送機會一直處于負阻力狀態，而礦井提升機大多數情況下是正阻力工況，電動機處于電動狀態，只有偶爾下放物料時才可能處于發電狀態。另外，礦井提升機頻繁地運行于加速、勻速、減速、爬行段之間，有較高的調速要求，而帶式輸送機一般不需調速，正常工作時為全速運行。
2、變頻器在下運帶式輸送機中的使用誤區
誤區1：要實現發電反饋必須使用變頻器。
從能量守恒的角度看，當輸送機工作在負阻力工況時，物料的勢能要轉換為電能。所以，有人認為，必須采用變頻器才能把電能回饋給電網，實現發電反饋制動。要走出這個誤區，需要了解電動機的機械特性和變頻器的分類。
根據電機學的原理，電動機和發電機之間是可逆的，當電動機特性在第一象限時，是正向電動狀態，電機轉速低于同步轉速。當電機轉速高于同步轉速時，電機機械特性曲線延伸到第二象限，此時電機實際上是工作在發電機狀態，機械能轉化為電能，被反饋回電網，電機輸出的力矩是制動力矩。從以上分析可知，當電動機轉速高于同步轉速時，電動機本身就能工作在發電反饋狀態，這是由它的固有特性決定的，不需借助其他任何電氣設備。下運物料的勢能，恰恰為電機轉速超越同步轉速創造了條件。
市面上的普通變頻器一般是交一直一交電壓型變頻器，其網側變流器只具有整流功能，僅能工作在一、三2個象限，又稱兩象限變頻器。它在中間直流環節并聯制動電阻，電動機回饋的能量并不能通過變頻器回饋至電網，而是轉變為熱能消耗在制動電阻上。當下運帶式輸送機以額定載荷運行時，制動電阻就如同1只發熱功率很大的電爐，這不僅不現實而且也不經濟。
四象限變頻器在網側變流器和負載側變流器都采用了逆變橋，它能使電機回饋的電能通過變頻器返回到電網，達到節能的目的。但四象限變頻器由于采用2組逆變橋，價格比普通變頻器昂貴。四象限變頻器主回路如圖1所示。
由以上分析可知，既然電動機本身就能工作在四個象限，完全能滿足下運帶式輸送機制動的要求，并且可靠性很高，如果為了反饋電能而在電源和電動機之間裝設四象限變頻器，就顯得多此一舉。這樣不僅會因變頻器出現故障而降低系統的可靠性，還會降低系統效率。
誤區2：當輸送機所要求的運輸量變化時．可利用變頻器的調速功能，使下運帶式輸送機的運行速度長期低于額定速度，以此調節輸送機運輸量，既節能又可滿足工藝要求。
額定載荷時下運帶式輸送機工作于負阻力工況，電動機本身處于發電狀態。當采用四象限變頻器時，回饋的電能全部返回到電源。輸送量越大，回饋功率越大，輸送量越小，回饋功率越小，發電量也越小。因此，當通過變頻器調節帶速使其低于額定帶速時，電動機返回到電網的發電量也隨之減少。所以上述觀點中，降低帶速來節能的說法是完全錯誤的，這種提法只適合上運帶式輸送機。
當不采用變頻器而只用電動機直接拖動時，輸送機運輸量仍然可以調節。由公式（其中Q為運輸量，v為帶速，q為物料線質量）可知，在帶速不變情況下，可以通過閘門調節下運帶式輸送機的受料量，也就是調節輸送帶單位長度上物料的質量，就能調節運輸量。這樣既省去了變頻器中間環節，又能滿足工藝要求。
誤區3：下運帶式輸送機需要變頻器實現軟起動。下運帶式輸送機空載或輕載時，運行阻力為正，并且空載時的正阻力為最大值，可見其正阻力數值較小。此時，當制動器打開時，輸送機保持靜止，為了減小輸送機起動時的沖擊，可以采用變頻器實現輸送機的軟起動。在正阻力很小的情況下，采用其他機械或電氣的起動裝置也完全能滿足要求。
下運帶式輸送機滿負荷起動時，運行阻力為負，制動器打開后，輸送機會在下滑力的作用下從靜止逐漸加速，這種情況下，輸送機不需要專門的軟起動裝置。當輸送機帶動電機使其轉速接近同步轉速時，再將電動機送電。這樣既可以實現無沖擊，又省去了軟起動裝置。
3、在下運帶式輸送機中正確使用變頻器
實際上，在下運帶式輸送機中使用變頻器主要起軟起動的作用。根據使用變頻器的類型不同可以分為四象限和普通型（兩象限）2種。
四象限變頻器可以直接連接于電源和電動機之間，輸送機運行時，變頻器一直在線工作，反饋的電能通過變頻器回饋至電網。當處于正阻力狀態起動時，只需控制頻率按設定曲線增加即可。當處于負阻力狀態起動時，變頻器先不運行，直到輸送機自行下滑至接近額定速度時，利用變頻器的頻率捕捉功能，自動把頻率設定在最接近電動機轉速的頻率上，最大限度地減少電動機投入時的機械沖擊。采用四象限變頻器，能夠實現輸送機起動、調速、發電反饋的功能，但成本較高。
對于普通的兩象限變頻器，既不能回饋電能，也不能長期依靠制動電阻消耗能量，所以輸送機全速運行時必須把變頻器從回路中切除。下運帶式輸送機采用兩象限變頻器時，主回路如圖2所示。當輸送機輕載或空載起動時，系統處于正阻力狀態，1 KM和3 KM接觸器吸合，給定頻率逐漸增加，輸送機緩慢起動。當達到全速時，變頻器沒必要連接在回路里，此時1KM、3 KM斷開，2 KM吸合，把主電機切換至工頻供電。當輸送機滿載起動時，系統處于負阻力狀態，制動器打開后，輸送帶自行下滑，待下滑至額定速度時，2 KM吸合，直接把電動機投入，產生制動力，回饋的能量直接由主電機回饋到電網。
采用兩象限變頻器的下運帶式輸送機，正常運行時從主回路切除變頻器，既延長了變頻器的使用壽命，又提高了系統運行的可靠性，只是不能滿足下運帶式輸送機調速的要求。
4、結論
大傾角下運帶式輸送機使用變頻器，主要是利用它的軟起動功能。但由于下運帶式輸送機起動時的正阻力很小，所以如無調速要求，為節約成本和簡化控制起見，可不采用變頻器而采用其他類型的軟起動裝置，如限矩型偶合器、電氣降壓軟起動裝置等，也可以實現軟起動和發電反饋的功能。
