VVVF驱动装置在马迹山二期皮带机自动张紧装置的应用，是综合了PLC装置、上位机和工业PROFIBUS - DP通信等多项技术的成果，具有功能多样、智能化程度高、控制方式多样、稳定性好，但操作简单、维护方便的优点，是原重锤式和液压张紧方式的重要补充和突破。
1、WVF方式的原理
在进行电机调速时，通常要考虑的一个重要因素是希望保持电机中每极磁通量为额定值，并保持不变。
如果磁通太弱，即电机出现欠励磁，将会影响电机的输出转矩。
式中，TM为电磁转矩，∮M为主磁通，I为转子电流，COS∮2：为转子回路功率因素，KT为比例系数。
由式(1)可知，电机磁通的减小，势必造成电机电磁转矩的减小。
由于电机设计时，电机的磁通常处于接近饱和值，如果进一步增大磁通，将使电机铁芯出现饱和，从而导致电机中流过很大的励磁电流，增加电机的铜损耗和铁损耗，严重时会因绕组过热而损坏电机。
因此，在改变电机频率时，应对电机的电压进行协调控制，以维持电机磁通的恒定。
为此，用于交流电气传动中的变频器实际上是变压（Variable Voltage，简称vv）变频（VariableFrequency．简称VF）器，即WVF。所以，通常也把这种变频器叫作VVVF装置或VVVF。
根据异步电动机的控制方式不同，变压变频调
速可分为恒定压频比( V/F)控制变频调速、矢量控制( FOC)变频调速、直接转矩控制变频调速等。2、张紧装置WVF驱动装置的组成
自动张紧装置由机旁电控系统、卷扬机（包括驱动装置、卷筒、钢绳、滑轮等）、张紧小车、张力检测器等部分组成。机旁电控系统采用西门子PLC 315 -2DP或414 - 2DP作为控制系统核心，通过PROFIBUS - DP总线与上位机以及变频器组成通信网络。考虑到现场特殊使用环境，上位机采用触摸屏显示器，可以进行张力值和速度的实时设定。
PLC通过PROFIBUS - DP总线、光电转换器及光纤与中控室进行通讯，接收中控室发出的动作指令信号，通过控制卷扬机的WVF调速驱动装置完成对皮带张力的自动控制，同时返回设备状态及故障信息到中控室。
张紧装置的PLC作为中控室PLC从站，采用PROFIBUS - DP通信协议通信。中控室PLC做主站，将皮带机起动准备、运行、停机准备、停机以及堆取料机尾车上升和下降等皮带的状态发送给现场张紧装置，并接收张紧装置监测的皮带机张力大小和工作状况等信息；张紧装置PLC除做为中控室PLC的通信从站外，还做现场与变频器通信的主站，根据皮带机各工况下需要的设定张力，控制变频器的起动和停止，同时将速度给定通过PROFIBUS - DP通信协议发送给变频器，以建立需要的张力并进行实时的张力控制。
马迹山二期皮带机自动张紧装置的网络拓扑图见图l。
3、张紧装置的控制原理
根据皮带机工作在不同工况下的张力要求，每个工况下，PLC都会接收到一个张力的设定值，该设定值可以在上位机人机交互画面内根据现场实际需要实时修改，具有很大的灵活性，见图2。
为正确地采集现场的实际张力值，在张紧钢丝绳的滚筒处，安装了张力传感器，通过发送O—10 VDC的模拟量信号给PLC，进行张力数据的实时采集。
在PLC接收到中控室发出的皮带机工作状态后，会将设定值和实际张力值进行比较，确定变频器的工作状态和速度给定，并将控制命令发到变频器；在变频器开始工作时，张力开始向设定值上接近；在实际张力达到设定张力值时，PLC将变频器停止命令发出，变频器停止工作，等待实际值和设定值不等的情况发生时，再次启动，形成了一个完整的闭环控制系统。为了防止变频器和电机频繁启动，将实际值处于设定值的90%至llO%的范围定义为实际值和设定值相等的状态，控制原理见图3。
4、VVVF控制系统的其他优越性
(1)由于变频器的高度智能性，在设置了变频器的各功率参数后，变频器将会对所有重要的功率参数诸如电压、电流、转速等进行监控，在发生异常情况时，变频器可以发出过压、过流、过载、堵转等故障或报警信息，这样就大大完善了现场装置保护的功能，杜绝了各种事故的发生，通过采集变频器的这些重要的参数，可以对现场的状态做更好的监控。
(2)由于VVVF变频器驱动方式起动、停止平滑的特性，减少了对现场滚筒、滑轮、托辊和胶带的冲击力，大大减轻了这些装置的损耗，增加了使用寿命和稳定性，减少了故障发生概率。
(3) PLC、上位机的加入，为张紧装置的功能多样化提供了条件。现场可以实时地根据需求设定张力值和速度值，并可以在现场手动操作张紧和放松皮带张紧力，以满足在某些特殊情况下的皮带机起动的张力需求；中控室也可以完成松皮带机张紧力的操作；中控室对张紧装置的控制和监控力度也得到大大加强，一些故障、状态信息等都可以在中控室显示。
(4)人机交互界面的建立，为操作张紧机构提供了一个接口，内容丰富的界面，帮助操作司机全面地掌握整个张紧装置的工作状态，简单的操作界面使操作和使用更为简捷、明了。而一些重要的状态参数可以得到处理，并存储在数据库中，操作人员和维护人员可以调出几天前甚至几月前的数据进行分析，以了解皮带机的工作状态和曾经的操作信息等。
5、结论
VVVF控制系统在胶带机张紧装置上的应用，大大改观了原来重锤式和液压式张紧装置功能单一，张力控制范围小，满足不了皮带机功能多样化需求的现状，增加了张紧装置的功能和作用；同时，符合现今工业控制领域内，设备智能化、功能多样化的趋势。
