東莞明電VT710多電機(jī)高壓驅(qū)動(dòng)在煤礦主井皮帶運(yùn)輸機(jī)上的應(yīng)用

?。▓D１皮帶運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)圖）

　　（圖２皮帶運(yùn)輸機(jī)高壓變頻器驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖。）

?。▓D３　高壓變頻器系統(tǒng)圖）

　（圖四　運(yùn)行中高壓變頻器外觀圖）

4. 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制概述
       鑒于復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)情況，如：電機(jī)特性曲線存在差異、輥筒直徑制造差異、輥筒及皮帶的磨損差異、以及輥筒表面的附著差異等，我們建立以輥筒的一致性線速度為給定、以功率平衡分配為最終控制對(duì)象，構(gòu)成速度和電流雙閉環(huán)主輔同步控制系統(tǒng)，采用VT710 的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)平衡控制模式，以達(dá)到理想的同步控制效果。
      同時(shí),VT710根據(jù)電流反饋實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，并依靠其高速的系統(tǒng)響應(yīng)，建立了優(yōu)化的從動(dòng)電機(jī)跟隨模型, 根據(jù)負(fù)載的變化和實(shí)際速度的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整速度輸出和功率輸出，使3臺(tái)電機(jī)的功率平衡分配，線速度一致，達(dá)到高精度的同步控制。
      以皮帶的工作速度V 為基礎(chǔ)，中控室通過RS-485給3 臺(tái)變頻器發(fā)送轉(zhuǎn)速指令，通過轉(zhuǎn)矩自動(dòng)平衡控制模式，VT710 能夠自動(dòng)調(diào)整3 臺(tái)電機(jī)的平衡轉(zhuǎn)矩輸出點(diǎn)，在角速度n1、n2、n3不同的情況下，使得電機(jī)功率P1≈P2≈P3、同時(shí)輥筒線速度V1≈V2≈V3。
      本系統(tǒng)如圖3所示，采用多單元同步控制系統(tǒng)，考慮到煤礦的現(xiàn)場(chǎng)情況和控制距離, 在設(shè)備機(jī)頭設(shè)有本地/遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)，既可實(shí)現(xiàn)本地控制, 也可遠(yuǎn)程遙控。3臺(tái)變頻器之間通過開放的RS-485串行通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。在運(yùn)行中，可以在控制室通過工控機(jī)對(duì)3臺(tái)高壓變頻器同時(shí)給定同步速度，實(shí)現(xiàn)良好的同步關(guān)系。

高壓變頻器系統(tǒng)圖如圖３所示。

運(yùn)行中的高壓變頻器如圖4所示。

5.VT710高壓變頻器特性

 （1）滿載時(shí)，包括移相變壓器在內(nèi)的變頻調(diào)速系統(tǒng)效率≥97%；

 （2）功率因數(shù)≥95%；
 （3）滿足中國(guó)諧波相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；
 （4）適用6000V 普通異步電機(jī)；
 （5）近似全數(shù)字PWM脈寬調(diào)制技術(shù)；
 （6）全功率范圍段的MCU控制；
 （7）PWM輸出電壓波形控制在VDC內(nèi)；
 （8）直接矢量閉環(huán)控制模式，控制精度萬分之一；
 （9）在閉環(huán)矢量控制模式下，VT710的控制范圍是1:100，即以50Hz為基頻，其控制范圍可到0.5Hz。在開環(huán)情況下，VT710的控制范圍也
      可達(dá)到1:10，也就是5Hz；
 （10）電流跟蹤和磁通補(bǔ)償功能；
 （11）主要功能：轉(zhuǎn)差補(bǔ)償,電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí),瞬停再啟動(dòng),多段速,重拾,高效運(yùn)行，比例聯(lián)動(dòng),頻率跳躍；
 （12）保護(hù)功能:過電流限制,過電壓限制,過負(fù)荷預(yù)警,過電流跳閘,過電壓跳閘，CELL功率單元故障跳閘,過負(fù)荷跳閘,接地故障跳閘,過
       熱跳閘,其它；
 （13）顯示:輸出頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)電流，輸出電壓，電機(jī)輸出功率，各功率單元DC電壓，運(yùn)行時(shí)間，故障查詢，變頻器溫度，其它。

6.VT710變頻調(diào)速系統(tǒng)與交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的比較
  6.1 VT710與電機(jī)串電阻調(diào)速相比，有以下突出特點(diǎn)：

  (1)起動(dòng)性能優(yōu)越
       變頻器采用速度閉環(huán)控制，調(diào)速精度高，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以做到等于最大輸出轉(zhuǎn)矩；即使在零速也可以達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩。串電阻調(diào)速起動(dòng)過程和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大。
  (2)系統(tǒng)效率高
       變頻器輸出直接和電機(jī)相連接，效率高；繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電阻上消耗大量的轉(zhuǎn)差功率,效率極低。
  (3)負(fù)載特性良好
      變頻器負(fù)載可以在很大的范圍來調(diào)節(jié)；繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速范圍有限。

  (4)維護(hù)成本低
      變頻器的運(yùn)行成本和維護(hù)成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)比串電阻調(diào)速低。串電阻調(diào)速的日常維護(hù)比變頻器工作量大，維護(hù)成本高。

  6.2變頻器系統(tǒng)和繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻系統(tǒng)綜合比較
     變頻器系統(tǒng)和繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻系統(tǒng)綜合比較如附表所示。