利德华福高压变频器在天地王坡煤矿皮带机上的应用(3)

对于需要进行各电机出力均衡主动控制的场合，如果电机数量较多，或者各电机距离较远，系统构成较复杂，或者需要N+2以上的冗余配置，可以采用多机统一协调控制运行方案。此种方式下，每台电机由一台变频器拖动，运行在矢量控制方式下。专设一台协调控制柜，协调控制柜接收来自上位控制系统的转速给定信号和起停逻辑信号，以及来自现场的转速反馈信号，负责皮带系统的速度控制和整体逻辑控制。各变频器均作为从机，接收来自协调控制柜的转矩给定信号和逻辑控制信号，并向协调控制柜报告自身的状态。因为各变频器执行相同的转矩给定信号，故各电机的输出转矩相同，由于各变频器地位相同，因此能够实现多机系统的冗余设计。该方案的特点是控制策略灵活，能够满足用户现场各种实际需求，能够实现复杂系统的协调控制。此系统架构如图6所示：

图6 协调柜控制方案系统结构

五、 现场高压变频调速系统及采用的控制方案介绍

现场采用两套北京利德华福电气技术有限公司生产的HARSVERT-VA06/180系列矢量控制高压变频调速系统，额定电压6kV，额定电流180A，额定功率1400kW。如图7所示：

图7 高压变频器现场安装情况

该系列高压变频调速系统，以高可靠性、易操作、高性能为设计目标，满足用户对于矿用负载调速节能、改善生产工艺的迫切需要；为了最大限度的缩短高压变频调速系统安装和改造的施工周期，系统采用了一体化设计的理念，包括变压器柜、功率柜、控制柜等所有部件及内部连线，用户只须连接高压输入、高压输出、低压控制电源和控制信号线即可。在先进的生产和管理环境中，整套系统在出厂前已进行整体测试，确保每一台出厂设备的质量和性能。

为了适用改造项目的需要和降低新建项目的投入，高压变频调速系统中的每一个功能部件可以分步进行安装，确保了高压变频调速系统不会在运输和安装过程中出现意外，方便的前后维护方式、灵活多样的散热方式、高性能的重要进口元器件、先进的生产工艺大大的降低了高压变频调速系统对现场环境的要求。

其主回路如图8所示（图中n代表级数）：

图8 系统原理图

HARSVERT-VA系列高压变频调速系统本体由变压器柜、功率柜及控制柜组成。如图9所示：

图9 高压变频调速系统示意图

对于两机驱动的皮带机变频控制，为了有效实现电机的负载平衡控制，高压变频调速系统适宜采用主-从方式进行控制。一台变频器作为主控，发出输出转矩给定值，控制另一台高压变频调速系统同步运行。各高压变频调速系统仅对电机的转矩进行控制，从控电机的转速是不可控量，由物理系统的实际特性决定运行两台电机的速度匹配。如图10所示，主控高压变频调速系统控制1#电机的转速，并给出两台电机的输出转矩给定值，从控高压变频调速系统根据收到的电机输出转矩给定值控制2#电机的输出转矩。

图10主-从控制结构负载平衡控制示意图

变频器采用无速度传感器矢量控制技术，对电机转速的精度控制在0.5％以内，如果需要电机需要更高的控制精度，可以采用速度传感器，控制精度在0.1％以内。

主控高压变频调速系统和从控高压变频调速系统均有外部信号连锁控制和状态、报警逻辑信号输出，主控高压变频调速系统接收本地或者远程的“启动”、“停机”和“紧急停机”指令，以及来自从控高压变频调速系统的“紧急停机”指令，从控高压变频调速系统接收来自主控高压变频调速系统的“启动”和“紧急停机”指令，同时接收从控高压变频调速系统本地或者远程联动的“紧急停机”指令。

在两台高压变频调速系统的PLC逻辑程序中进行逻辑互锁，使得两台高压变频调速系统同时启动，同时停机。如图11所示：

图11 主-从一拖一控制反馈信号示意图

六、总结

皮带机的驱动系统采用北京利德华福电气技术有限公司生产的全数字交流高压变频器，不但提高了生产效率和系统的综合可靠性，降低了能耗，而且达到了现场安装方便、运行性能安全良好的效果。实践证明，利用技术先进、成熟安全的高压变频调速系统可以全面实现高效调节现场工况，提高系统自动化程度，节约电能的目的。使用高压变频器可以大大降低现场维护量，带来可观的效益，切实响应国家节能降耗的号召，值得大力推广。