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英威腾GD5000系列高压变频器在新疆某矿业6km皮带机上的应用

时间:2022-06-13 14:13:05来源:深圳市英威腾电气股份有限公司

导语:​皮带运输机是以运输带作为牵引和承载物料的连续运输机械。运输带绕经驱动滚筒和各种改向滚筒,由拉紧装置给以适当的张紧力,工作时在驱动装置驱动下,通过滚筒与运输带之间的摩擦力和张紧力,使运输带运行。

  一、变频器驱动皮带运输机是行业应用主流

  皮带运输机是以运输带作为牵引和承载物料的连续运输机械。运输带绕经驱动滚筒和各种改向滚筒,由拉紧装置给以适当的张紧力,工作时在驱动装置驱动下,通过滚筒与运输带之间的摩擦力和张紧力,使运输带运行。物料被连续地送到运输带上,并随着运输带一起运动,从而实现对物料的输送。带式运输机主要部件包括驱动装置、滚筒组、垂直拉紧装置、托辊组、清扫器、运输带、安全保护装置等 。

  现有大多数皮带机采用工频拖动,有直接启动、液力耦合启动、软启动等方式。由于电机长期工频运行,加之液力耦合器等效率等问题,造成皮带运输机运行起来非常不经济;同时,由于电机启动冲击大,在机械上产生剧烈冲击,加速机械磨损;还有运输带、液力耦合器的磨损和维护等会产生较大费用。这对于现在创建低碳、节能型社会是不相符的。

  由于变频器的调速范围宽,启动转矩大,可在重载下缓慢启动,启动安全性高。对于多电机驱动的皮带机,变频器主从同步控制性能好,主从控制功率均衡。同时,变频器的使用对电机功率因数也有显著提高。在运输系统配置物流传感器后,可根据实际物料流量需求自动调节皮带机运速,经济节约。

  总体来看,皮带运输机由变频器来驱动,对节约社会能源、增加企业效益都具有非常现实的意义,变频器驱动皮带运输机已成为行业应用主流。

  二、新疆某矿业皮带机项目背景

  新疆某矿业公司新建101皮带机项目,为上行皮带,其长度约6km,采用4台高压永磁同步电机驱动,电机规格为10kV/1400kw。头部3台电机,尾部1台电机。皮带机驱动示意图如下:头部电机M1、M2驱动同一个滚筒,M3驱动换向滚筒。头部电机M1、M2、M3距离很近,视为刚性连接。头部3台电机与尾部电机M4之间为6km长皮带,视为柔性连接。

英威腾电气

必威bet体育  皮带设计要求如下:

  1、永磁同步电机:

  U=10kV,N=1400kW×4(头3尾1),n=74r/min

必威bet体育  2、胶带宽度:B=1600mm,

必威bet体育  运量:Q=4000t/h,运速:V=5.5m/s

  3、机长:L=6290m,提升高度:H=45m

  三、英威腾变频系统方案

  根据客户需求,英威腾为其量身定做了GD5000高压变频器主从控制方案,方案配置长距离光纤通讯模块,满足头部与尾部变频器之间长距离光纤通讯的要求。

  GD5000控制系统采用DSP+FPGA+ARM多核控制系统,使用先进的无速度传感器矢量控制方式,适用于高压异步、同步电机调速。控制精度高,动态响应快,低频输出转矩大;主从控制技术能够实现对多台电机协调控制,实现功率均衡。

  1、主从控制方案简介

  头部3台变频器与尾部1台变频器主从控制采用光纤通讯,光纤连接方式为环形连接,光纤接口位于变频器控制柜内。变频器自身通过主从控制可以实现功率均衡。

  实现功率均衡的方式是:通过高速通讯,把从变频器的输出功率报告给主变频器,主变频器分析判断计算后,调整从变频器的运行频率,达到两台或者多台变频器输出功率基本相一致,功率误差控制在5%以内。

  主从控制系统图如下:

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  4台变频器均采用矢量控制。头部3台电机为刚性连接, 1号作为主机,采用速度控制,2号和3号两台从机采用转矩控制。尾部4号机与头部之间视为柔性连接,采用速度控制。

  主要参数如下:

英威腾电气

  2、现场运行状况

必威bet体育  设备调试完成,4台电机速度同步,功率均衡。带料运行时电机运行电流相差在1A左右,运行效果得到用户高度认可。

英威腾电气

必威bet体育  3、现场照片

英威腾电气

头部3台变频器

英威腾电气

头部电机M1和M2

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101皮带机

必威bet体育  四、结束语

必威bet体育  在该皮带运输机项目中,负载电机为高压永磁同步电机,主、从电机之间既有刚性连接,又有柔性连接,GD5000变频器软件控制性能得到全面检验。头部变频与尾部变频相距约6公里,长距离光纤通讯,控制信号长距离传输可靠性和稳定性也得到验证。通过实践证明英威腾GD5000高压变频器主从控制方案完全满足现场使用要求。

必威bet体育  英威腾先进的多台电机主从控制技术在皮带运输机上成功应用,体现了公司在矿山行业雄厚的技术实力。成熟的解决方案,优异的产品性能,良好的现场服务得到客户高度认可。

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