汇川技术HD92高压变频器在皮带机多电机功率平衡上的应用

苏州汇川技术有限公司PAGEPAGE4汇聚百川引领未来！苏州汇川技术有限公司地址：中国江苏省苏州市吴中经济区旺山工业园友翔路16号网址：全国统一服务热线：400-777-1260汇川技术HD92高压变频器在皮带机多电机功率平衡上的应用（提供：苏州汇川技术有限公司，应用领域：矿山）应用领域：矿山关键字：磁链闭环、皮带机、主从控制、软启动、节能摘要：本文介绍了汇川HD92皮带机专用高压变频器在宁夏某煤矿主井（斜井）皮带机上的应用。并从电气原理、性能、节能分析等各方面对高压变频器在皮带机上的应用做总结。概述皮带输送机是煤矿最理想的高效连续输送设备，是煤矿开采机电一体化技术与装备的关键设备，是煤矿斜井生产的重要传送设备。国内煤矿的高压电机拖动的皮带机一般都采用工频拖动，并在电机和减速机之间加装液力耦合器，液力耦合器通过勺管来改变涡轮与泵轮之间油腔的油量多少来调速，达到软起、软停、调试的目的。但液力耦合器是机械设备，不可能精确的调整油腔的油量，更不能使两台电机无论在启动、停止还是在运行中达到转速一致、转矩相同、功率平衡的目的；而变频器完全可以解决这个问题，液力耦合器属于低效调速设备，在调速的过程中转差功率以热能的形式损耗在油中。这不仅消耗了能量，而且使液力耦合器油温升高，为此必须采取妥善的冷却方式，特别是在环境温度较高的场合应用，对冷却的要求更高，在夏季不得不采取不间断的冲水冷却等措施，即使如此，有时仍会因温度过高，威胁到液力耦合器安全时，不得不停机，以使温度降下来。所以高压变频器在皮带机上取代液力耦合器是必然的趋势。设备概况某煤矿皮带机输送系统主要有皮带机、抱闸、减速机、逆止器、皮带、皮带秤、抓捕器、拉线急停、跑偏传感器等组成。1、皮带机皮带长800米，宽1.5米。2台电机，拖动直径1.2米的驱动滚筒。速度3/S米，两个驱动滚筒都在机头。距离较近为钢性连接。图1现场皮带机驱动滚筒2、驱动电机三相异步电机功率450KW电机电压10KV电机额定电流32.5，功率因数0.84，转速1450R/MIN3、抱闸器（电力液压驱动器）：额定推力1250N,功率560W，4、减速机：西门子生产行星式减速机。功率500KW,N1=1500，N2=42.38。

图3高压变频器一次系统图4.皮带机保护皮带机保护有双向拉绳急停保护，速度开关保护，温度保护，烟雾保护、纵向撕裂保护，两级跑偏开关保护，堵煤开关保护，超温洒水。HD92皮带机专用高压变频器预留了皮带机保护的专用接口，可以通过通讯上传故障，也可以通过端子排做皮带机和高压变频器的故障连锁，只需把所有的保护信号上传，高压变频器可以对皮带机做实时的监控。HD92具备如下保护：1）跑偏保护2）堆煤保护3)速度保护4)纵撕保护5)其它设备保护汇川技术HD92皮带机专用高压变频器的优势4.1汇川技术HD92系列高压变频器技术特点

汇川HD92系列高压变频器以高速浮点DSP为控制核心，采用矢量控制技术、功率单元串联多电平技术，属高-高电压源型变频器，其谐波指标远小于IEE519-1992的谐波国家标准，输入功率因数高，输出波形质量好，不必采用输入谐波滤波器、功率因数补偿装置和输出滤波器；不存在谐波引起的电机附加发热和转矩脉动、噪音、输出dv/dt、共模电压等问题，可以使用普通的异步电机。HD92高压变频器除具有一般普通变频器的性能外，还具有以下突出特点：

(1)采用高速DSP+RAM+FPGA作为核心处理器，运算速度更快，控制更精准。

(2)飞车启动功能。能够识别电机的速度并在电机不停转的情况下直接启动。

(3)完整的工频/变频自动互切技术。汇川技术提供的自动旁路切换柜，不仅可实现变频故障情况下自动由变频转换至工频运行状态，还可实现在变频检修完毕后由工频瞬间转换至变频运行的功能，整个转换过程不会对用户设备的运行造成任何影响。

(4)矢量控制方式，低频时可输出大转矩。

(5)具备突发相间短路保护功能。如果由于设备原因及其他原因造成输出短路，此时如果变频器不具备相间短路保护功能，将会导致重大事故。汇川变频器在发生类似问题时能够立即封锁变频器输出，保护设备不受损害，避免事故的发生。(6)多机主从控制，功率均衡。皮带机不管是启动还是运行过程中，电机是相同的电流，相同的转矩，不会出现一电机过载，一台电机轻载的问题，而且具有软起动的功能，启动时电流不超过电机的额定电流，减小电机在启动瞬间对绝缘的损坏。对电机的轴承的机械冲击减小。（7）具有单变频主从控制模式，当一台变频器出现故障时，故障机器自动切换到工频，工频电机为主机，变频电机为从机。变频电机根据采集到工频电机的电流、电压量实时调整自身转矩输出，主从控制达到功率平衡。（8）非对称旁路技术为提升机的稳定运行提供可靠保障（选配）当其中某个单元出现故障后，如果单元具备旁路功能，通过非对称旁路技术可以使系统不停机运行。功率单元旁路采用机械式接触器方式，并且专门为其设计了一套功率单元旁路控制系统，一旦功率单元故障，旁路系统均能正确安全的旁路。4.2使用效果使用HD92高压变频器后，根据现场实测空载启动、停止、运行；轻载时启动、停止运行以及重载时启动、停止运行的波形，可以看出此皮带机运行平稳，完全满足设计要求。实现了皮带机低频大转矩能力，把运行过程荷载变化对设备的影响降到最低，实现皮带机系统完美控制运行。图4现场主从电机电流波形图图5现场HD92高压变频器照片结束语HD92高压变频器为汇川技术大传动产品线开发生产的高性能高压变频器，其具备磁链闭环矢量控制算法，多个现场的使用表明，完全可以满足皮带机应用的要求。特别是HD92高压变频器的多机高速通讯方案，为皮带机多机功率平衡提供了完美的解决方案。深圳市汇川技术股份有限公司专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于中高端设备制造商，以拥有自主知识产权的工业自动化控制技术为基础，以快速为客户提供个性化的