隨著礦業(yè)開采技術(shù)快速發(fā)展，礦用機(jī)械設(shè)備自動化程度也在持續(xù)提高。礦石運輸是礦業(yè)開采中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，運輸設(shè)備的合理選擇和安全維護(hù)對提高企業(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，下行時從貨船上下料，上行時往貨船上裝料，一般由輸送帶，機(jī)架，驅(qū)動，張緊，制動，儲帶，清掃等裝置組成。傳統(tǒng)的港口皮帶機(jī)使用變頻器驅(qū)動異步電動機(jī)的方案，存在驅(qū)動穩(wěn)定性差、傳動效率低、主從功率分配不平衡、能耗高等缺點。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

廣東某港口皮帶運輸設(shè)備，主要運輸物料為貨運鐵礦石，運量6000T/h，最高貨運量8000T/h，運輸長度1430米，運輸傾角0-5°，提升高度5.78米，皮帶寬度1800mm，帶速最高3.14m/S，傳動輥筒直徑1000mm。

1、多機(jī)功率平衡：兩臺電機(jī)帶同一套皮帶，需要嚴(yán)格保證實時功率平衡，避免因速度不同步導(dǎo)致電機(jī)對拉，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，需要保證滿載啟動時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、長距離傳輸穩(wěn)定性：兩臺變頻器距離較遠(yuǎn)，需要保證長距離下的通訊信號和控制信號穩(wěn)定傳輸。

5、大功率變頻驅(qū)動：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，保證滿載啟動下的大扭矩輸出。

考慮到兩臺變頻器需要實時功率分配均衡，因此兩臺變頻器之間做主從同步，通過加裝CAN主從卡做實時數(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)前運行頻率通過CAN主從卡寫入從機(jī)，并讀取從機(jī)將的運行頻率和輸出轉(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)運行頻率，保證主從功率動態(tài)均衡。

低速大轉(zhuǎn)矩啟動：兩臺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)時優(yōu)異的出力表現(xiàn)，保證了滿載狀態(tài)下帶載啟動和功率均衡的控制性能。

長距離傳輸：兩臺變頻器距離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：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)動信號，保證驅(qū)動信號的同步性，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)場設(shè)備

主從控制是自動化系統(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。