(1)皮带的弹性系数为常数；(2)皮带运输机除皮带外，其他部分为刚体；(3)两滚筒间的皮带为直线，忽略张紧滚筒对张力的影响；(4)皮带的运行阻力系数与运输能力成线性关系。
皮带机在稳定运行时，系统提供的牵引力大小等于总的托辊摩擦力与物料的下滑力之和，并且各段皮带张力相对稳定。图2、3所示分别为单主动滚筒皮带和双主动滚筒皮带张力示意图。
式中：Ft1——第1个托辊的摩擦力；Ftn——第n个托辊的摩擦力；Fx——物料的下滑力；M——物料的总质量；MPJ——紧边皮带总质量；μ——皮带和托辊问的摩擦系数；θ——皮带机的倾斜角；g——重力加速度。
1。3起动、停止或加速、加速过程中双主动滚筒皮带运输机负载情况分析皮带运输机的起动、停止或加速、减速，都可以看作是一个变速过程，也是一个储备或释放动能的过程，因此从能量的角度对皮带运输机负载情况进行分析。
式中：Mp——皮带总质量；D——滚筒直径；ω1、ω2——滚筒加速前、后角速度；n1、n2——滚筒加速前、后转速；J∑——皮带机等效转动惯量；MΣ——皮带机等效到主动滚筒的质量。
假设加速过程为匀加速，加速过程的皮带机移动的距离为
式中：f——加速时间；S——加速过程皮带机移动的距离。
提供能量储存需要的力的大小为
在加、减速过程中，由于电机处于主动加、减速状态，因此皮带的张力变化会均匀分配，此时若皮带机上物料重量不变，那么皮带机的负载转矩只需增加储能需要的牵引力值即可，并且两主动滚筒的牵引力平均分配，不存在突变现象。
L4皮带上物料重量变化过程中双主动滚筒皮带运输机负载情况分析
1。4。1装、卸载过程负载分析
装载过程，指刚起动时，货物从前端到后端的这段过程，就是传送带工作段总运载货物质量逐渐增加的过程，带上的料重为
式中：n——滚筒转速；p——单位长度物料的重量。
在这个过程中，随时间变化，装载货物重量增加，使托辊与皮带和皮带以及货物之间产生的摩擦力逐步增加，皮带的两个主动设备的驱动力逐步增加，两主动滚筒的牵引力平均分配，不存在突变现象。将式(14)代入式(13)就可得到两个主动滚筒的牵引力和，此过程直到πDnt等于皮带长度结束。
卸载过程，指物料停止从带头加入时，货物从前端到后端的这段过程，就是传送带工作段总运载货物质量逐渐减少的过程，带上的料重为
将式(15)代入式(13)就可得到两个主动滚筒的牵引力和，此过程直到πDnt等于皮带长度结束.
1．4．2 负载突减或突加变化过程分析
1．4．3 负载突减主要是由于有重块从皮带落下，突减使需求牵引力突减：
减小的牵弓l力可以按式(16)计算：
负载突减发生在传送机的后端，即卸料端，由于力在皮带上传递有一定时间，因此该牵引力首先在后主动滚筒减少，逐步过渡到前主动滚筒。
此过渡过程时间的长短主要取决于皮带的长度和皮带的弹性系数，在过渡过程中，皮带后端主动滚筒的牵引力迅速减少然后逐步增加，前端滚筒牵引力逐渐减少，过渡时间牵引力变化关系可以简单采用下面的方法进行计算。
假定拖动电机在工作区段电机转速一力矩特性曲线为线性，如图4所示。
因此，负载突减的瞬间，前端主动滚筒的转速增加值为
式中：no——电机的同步转速；ne——电机的额定转速；Te——电机的额定转矩。
皮带运动速度增加：
由于皮带机张力不能迅速传递到后端主动滚筒，因此后端主动滚筒的电机转速不变，皮带运动速度不变。
当前后主动滚筒转矩平衡时，皮带运行速度增加△V／2，主、从动滚筒的牵引力各减少FΔ／2，根据弹性定律可知张力与伸长长度成正比，因此皮带增加的伸长长度与时间的变化曲线方程为ΔVT／2。
由此可得前、后主动滚筒的牵引力变化量为
式中：K——皮带的弹性模量；L——皮带的长度；5——皮带横截面积；△F——前主动滚筒的张力变化量。
此过程直到△F后=FΔ／2为止。
负载突加主要是由于有重块从皮带落下，突加使需求牵引力突加，其分析过程与负载突减相近，在此不再赘述。
1。4．3给料速度变化负载变化过程分析
给料速度增加相当于皮带机的加载过程，但此时的变化是在原负载的基础上逐步增加负载的过程；给料速度减少相当于皮带机的卸载过程，只是此时的变化是在原负载的基础上逐步减少负载的过程，因此有：
式中：ΔP——单位长度物料的变化量。
将式(21)代入式(13)即可得到两个主动滚筒的牵引力和。两主动滚筒的牵引力平均分配，不存在突变现象。此过程直到πDnt等于皮带长度为止。
2 皮带机负载的模拟上文对皮带运输机的负载情况和负载变化情况分别进行了详细分析，根据上述分析结果，要想模拟皮带运输机的负载就要提供按上述分析结果变化的负载，皮带运输机的负载变化，是上述几种情况的一种或几种情况组合，采用上述分析的计算方法组合可方便地计算出每个主动滚筒应提供放入的牵引力，也就是要模拟的负载。
由于控制直流发电机的励磁即可控制直流发电机输出功率，为了模拟皮带机的负载，选用两台直流发电机作为皮带运输机电机拖动的负载。皮带运输机负载模拟系统的原理电路如图5所示。
由直流发电机的转矩平衡方程式可知，直流发电机的输入转矩等于发电机的电磁转矩和损耗转矩之和，而直流电机的转矩：Mem=CmφIe，因此采用两个标定好空载转矩的直流电机，通过调节直流发电机的励磁电流和电枢电流的乘积值即可控制直流电机的输入转矩，实现皮带运输机负载转矩模拟.
通过A／D转换器直接读取直流电机的发电电流和励磁电流，通过计算机对发电机的空载损耗转矩和输出电磁转矩进行计算，调整励磁电流的大小，对直流发电机的输入转矩进行控制，达到模拟负载转矩的目的。
在皮带机负载情况分析中已经可以通过皮带机的基本参数和拖动电机的参数计算出皮带运输机不同负载情况下的主动滚筒的牵引力，通过皮带机的传动比和主动滚筒半径等参数，以及皮带机的损耗，可得到不同负载情况下的电机输出转矩。
由于皮带运输机系统属于机械传动系统，忽略其他因素的影响，可以认为皮带机的损耗转矩是恒定的，不随转速的变化而变化，从皮带运输机
的转矩传输效率和额定运输能力即可得到皮带机的空载转矩值。
在此基础上，开发出一套负载模拟软件，搭建硬件电路，形成了一套宽范围负载模拟装置。
采用该负载模拟装置对变速皮带运输机进行更深一步研究，搭建了分析试验平台。该平台由变频电机或者开关磁阻电机拖动直流发电机。两台直流电机可模拟皮带机前后端滚筒负载，试验出的突加、突减过程的负载模拟波形如图6所示。
在此基础上，分别对变频电机的功率平衡问题、开关磁阻电机的转矩脉动问题等进行了研究，并取得了相应的研究成果，充分证实了该系统的仿真效果符合皮带运输机的实际工况。
皮带运输机的工作过程并不像理论分析的那样，但作为负载模拟，主要模拟皮带机不同运行状态F的负载特点，即可满足研究皮带机拖动电机的功率平衡技术等皮带机控制系统研究的需要，上述方法简单町靠、方便使用，为皮带运输机调速控制研究提供了良好的试验条件。
3 结 语在皮带运输机调速系统研究过程中，采用该模拟负载装置对皮带运输机的变频调速系统，以及开关磁阻电机的调速过程中，皮带机负载变化对调速系统的影响进行_r研究，完成r对皮带机调速系统的功率平衡技术、开关磁阻电机的低速转矩脉动消除等技术的研究，取得了良好的效果。
目前采用该负载模拟装置调试的一套皮带机变频调速系统，以及一套皮带机开关磁阻电机调速系统已在山西某矿务局煤矿使用，系统运行安全、可靠、实用，用户反映效果良好
