TMEIC 高壓變頻器在皮帶輸送機(jī)上的應(yīng)用

關(guān)鍵詞： 高壓變頻 皮帶輸送機(jī) 多電機(jī)驅(qū)動 負(fù)載均衡

摘要：本文簡單介紹了東芝三菱 TMEIC 公司生產(chǎn)的 TMdrive-MVGC 大功率高壓變頻器在 長距離皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)上的應(yīng)用，也簡要介紹了該變頻器的特點(diǎn)，以及實(shí)際在帶式輸送機(jī)的 多電機(jī)驅(qū)動中，負(fù)載均衡控制，及低速時(shí)重載啟動的特點(diǎn)及實(shí)例。

　　1 引言

　　江西銅業(yè)股份有限公司德興銅礦為擴(kuò)大采選規(guī)模在銅廠的廢石排棄系統(tǒng)采用的破碎-輸送機(jī)，采用兩部帶式輸送機(jī)。一部為移動式帶式輸送機(jī)，另一部為固定式帶式輸送機(jī)。廢石破碎后，由板式給料機(jī)輸送給固定式皮帶機(jī)。再輸送給移動式皮帶機(jī)。由移動式皮帶機(jī)上的卸料小車至上排機(jī)排棄。礦區(qū)廢石排棄系統(tǒng)的排放能力為2000萬噸/年。每小時(shí)排棄能力為4500T/H 。

　　固定式帶式輸送機(jī)采用多機(jī)驅(qū)動，共 4 臺電機(jī)，均采用東芝三菱 TMEIC 的高壓變頻器，解決皮帶機(jī)帶料時(shí)的重載啟動和負(fù)載均衡問題。

　　2 設(shè)備簡述

　　2.1 皮帶輸送機(jī)的設(shè)備簡述：

　　2.2 變頻電機(jī)參數(shù)：

　　額定電壓：6KV

　　額定電流：182A

　　額定功率：1600KW

　　數(shù)量：4 臺

　　2.3 變頻器設(shè)備簡述：

　　變頻器品牌和型號：東芝三菱-TMdrive-MVGC 高壓變頻器，

　　額定輸入電壓：6KV，

　　額定輸出電壓：0-6KV

　　額定電流：263A，

　　額定容量：2720KVA，

　　過載能力：150%-1 分鐘，間隔 10 分鐘。

　　2.4 帶式輸送機(jī)的電機(jī)分布圖：

　　東芝三菱 TMEIC 變頻器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下：

　　3.1 由輸入變壓器，變頻單元及控制系統(tǒng)三部分所組成。主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用多電平串聯(lián)技術(shù)，每相采用5個(gè)單元串聯(lián)，三相共15個(gè)單元。

　　3.2 變壓器采用H級絕緣的移相整流變壓器，可靠性極高。

　　3.3 變壓器的副邊有15個(gè)低壓繞組，這15個(gè)繞組分別給三相的15個(gè)單元供電。

　　3.4 變頻器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)原理如下圖所示：

　　3.5 變頻單元的結(jié)構(gòu)完全一致，可以互換。變頻單元實(shí)際上是一臺三相輸入、單相輸出 690V

　　的低壓變頻器，開關(guān)器件采用三菱公司生產(chǎn) A 級 IGBT，耐溫等級 150℃，單元的過熱保護(hù)為 100℃。耐高溫的能力較強(qiáng)，不易過熱保護(hù)。采用長壽命的電容，并特別注意電容的冷卻散熱，使電容的壽命延長。帶有預(yù)充電電路，減少了變壓器上高壓電時(shí)的激磁涌流，降低了通過整流二極管對電容器的瞬間充電電流，減少對系統(tǒng)和電網(wǎng)的電流沖擊，也減少了對變壓器的沖擊。延長單元內(nèi)部整流二極管及電容的使用壽命。

　　3.6 控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)的無速度傳感器矢量控制，將電機(jī)電流分為勵磁電流 ID，和轉(zhuǎn)矩電流 IQ，用電流環(huán)對勵磁電流 ID 和轉(zhuǎn)矩電流 IQ 分別進(jìn)行閉環(huán)控制，保證勵磁電流恒定，磁通穩(wěn)定。轉(zhuǎn)矩電流可控，因而可以直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩電流的動態(tài)響應(yīng)為毫秒級，響應(yīng)速度快。在無傳感器的情況下，自動計(jì)算和檢測電機(jī)速度反饋，用速度環(huán)對轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，轉(zhuǎn)速控制精度高。這種雙閉環(huán)的矢量控制，特別適合需要低速大啟動轉(zhuǎn)矩的恒轉(zhuǎn)矩負(fù) 載。比如皮帶機(jī)重載啟動，橡塑行業(yè)的擠壓機(jī)，攪拌機(jī)，密煉機(jī)等。還可以進(jìn)行多電機(jī)驅(qū)動的自動負(fù)載均衡控制。

　　4 東芝三菱 TMEIC 高壓變頻器皮帶多機(jī)控制東芝三菱的高壓變頻器，具有皮帶機(jī)驅(qū)動用變頻器的多機(jī)控制，及負(fù)載均衡功能和重載啟動功能。

　　4.1 當(dāng)皮帶機(jī)采用多臺電機(jī)同時(shí)驅(qū)動時(shí)，采用變頻器自帶的負(fù)載平衡控制器可以保證主機(jī)和 從機(jī)的負(fù)載均衡。

　　下圖為 4 機(jī)驅(qū)動的多機(jī)控制皮帶機(jī)系統(tǒng)，多機(jī)負(fù)載的不均衡度可以控制在 1%左右。

　　德興銅礦帶料運(yùn)行后，負(fù)載加重，但是轉(zhuǎn)矩電流還是非常均衡。皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)輸送量為

　　4500T/H，實(shí)際為 1964T/H 時(shí)的運(yùn)行圖如下。速度給定 90%，運(yùn)行期間，轉(zhuǎn)矩電流 35-36左右。

　　2#電機(jī)和其他電機(jī)轉(zhuǎn)速有較大的偏差。從 1286rpm 到 1301rpm，速度偏差達(dá)到15rpm，速度偏差達(dá)到 1%。但是負(fù)載轉(zhuǎn)矩偏差很小，轉(zhuǎn)矩偏差為34.7%-35.5%，非常接近，偏差小于1%。因此這種控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)就是，各個(gè)電機(jī)的速度可以不一致，可以有偏差。而各個(gè)電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩則比較接近，也是動態(tài)均衡的，但負(fù)載轉(zhuǎn)矩的偏差很小。