隨著礦業(yè)開采技術(shù)快速發(fā)展，礦用機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化程度也在持續(xù)提高。礦石運(yùn)輸是礦業(yè)開采中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，運(yùn)輸設(shè)備的合理選擇和安全維護(hù)對(duì)提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，保證礦業(yè)安全高效輸送具有重要意義。
港口皮帶機(jī)是用于港口礦石上下料的設(shè)備，下行時(shí)從貨船上下料，上行時(shí)往貨船上裝料，一般由輸送帶，機(jī)架，驅(qū)動(dòng)，張緊，制動(dòng)，儲(chǔ)帶，清掃等裝置組成。傳統(tǒng)的港口皮帶機(jī)使用變頻器驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)的方案，存在驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定性差、傳動(dòng)效率低、主從功率分配不平衡、能耗高等缺點(diǎn)。隨著永磁直驅(qū)技術(shù)和變頻技術(shù)的快速發(fā)展，礦石運(yùn)輸方案效率更高、功耗更低、可靠性更好、傳輸距離更遠(yuǎn)、多機(jī)主從同步性能也更強(qiáng)。本文介紹英威騰GD350A變頻器在港口皮帶機(jī)設(shè)備上的永磁直驅(qū)做功率平衡的應(yīng)用方案。
客戶需求
廣東某港口皮帶運(yùn)輸設(shè)備，主要運(yùn)輸物料為貨運(yùn)鐵礦石，運(yùn)量6000T/h，最高貨運(yùn)量8000T/h，運(yùn)輸長(zhǎng)度1430米，運(yùn)輸傾角0-5°，提升高度5.78米，皮帶寬度1800mm，帶速最高3.14m/S，傳動(dòng)輥筒直徑1000mm。
1、多機(jī)功率平衡：兩臺(tái)電機(jī)帶同一套皮帶，需要嚴(yán)格保證實(shí)時(shí)功率平衡，避免因速度不同步導(dǎo)致電機(jī)對(duì)拉，增加內(nèi)部損耗和變頻器故障。
2、低速大扭矩：皮帶需要隨起隨停，需要保證滿載啟動(dòng)時(shí)的大扭矩同步輸出和加減速階段的功率平衡分配。
3、低速永磁電機(jī)直驅(qū)：優(yōu)異的大功率永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能，保證極低速度/極大功率永磁同步電機(jī)下的矢量控制性能。
4、長(zhǎng)距離傳輸穩(wěn)定性：兩臺(tái)變頻器距離較遠(yuǎn)，需要保證長(zhǎng)距離下的通訊信號(hào)和控制信號(hào)穩(wěn)定傳輸。
5、大功率變頻驅(qū)動(dòng)：超大功率低壓變頻器多采用多機(jī)并柜方案，需要保證多機(jī)并柜方案的可靠性與穩(wěn)定性。
英威騰解決方案
兩臺(tái)永磁直驅(qū)電機(jī)分別使用英威騰GD350A-1000G-6變頻器，變頻器使用開環(huán)矢量控制，保證滿載啟動(dòng)下的大扭矩輸出。
考慮到兩臺(tái)變頻器需要實(shí)時(shí)功率分配均衡，因此兩臺(tái)變頻器之間做主從同步，通過加裝CAN主從卡做實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交互，主從變頻各加一定的下垂量做功率平衡調(diào)節(jié)。
主從功率平衡：兩臺(tái)變頻器一主一從，主機(jī)接收PLC發(fā)送的給定頻率，將當(dāng)前運(yùn)行頻率通過CAN主從卡寫入從機(jī)，并讀取從機(jī)將的運(yùn)行頻率和輸出轉(zhuǎn)矩。主從變頻在給定頻率的基礎(chǔ)上疊加下垂頻率，最終保證主從機(jī)快速調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率，保證主從功率動(dòng)態(tài)均衡。
低速大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng)：兩臺(tái)變頻器均采用永磁直驅(qū)電機(jī)SVC專用控制方案，低速直驅(qū)時(shí)優(yōu)異的出力表現(xiàn)，保證了滿載狀態(tài)下帶載啟動(dòng)和功率均衡的控制性能。
長(zhǎng)距離傳輸：兩臺(tái)變頻器距離1400米，Modbus通訊和CAN主從通訊分別加裝了光纖轉(zhuǎn)換模塊，以保證遠(yuǎn)距離通訊傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
大功率變頻驅(qū)動(dòng)：GD350A系列變頻器單機(jī)最大功率到630kw，超過630kw需采用并機(jī)方案，本方案中GD350A-1000G-6變頻器使用兩臺(tái)500kw變頻器并機(jī)方案，并機(jī)板通過光纖發(fā)送主從驅(qū)動(dòng)信號(hào)，保證驅(qū)動(dòng)信號(hào)的同步性，變頻器編配輸入輸出電抗器，保證變頻器電流均衡分配。
*主機(jī)變頻器
*現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備
主從控制是自動(dòng)化系統(tǒng)中較常見的一種控制模型，因負(fù)載類型多樣化，控制方案沒有明確的模型，而是需要根據(jù)負(fù)載類型和控制要求去適配。該方案因電機(jī)功率大，主從電機(jī)距離遠(yuǎn)，電機(jī)直驅(qū)轉(zhuǎn)矩大，驅(qū)動(dòng)控制難度大，是英威騰在港口皮帶機(jī)應(yīng)用上的成熟解決方方案，優(yōu)異的產(chǎn)品性能得到客戶的高度認(rèn)可。