利德华福高压变频调速技术在煤矿皮带机的应用(2)

控制系统、接收各种信号并进行分析，如果符合紧急停机要求，控制系统会在很短的时间进行安全保护动作，自动保障现场人员及设备的安全；完成现场皮带运输设备数据时刻显示和记录，并可以传输到上级管理部门，实现工厂自动化生产的需要。

现场工作人员通过操作台工作指示灯和屏幕显示，可以很好的监控皮带运输系统的各个机构，在短时间内精确了解设备的工作情况；可以方便的进行皮带运输系统的启动、停止、操控等操作。

电机作为皮带系统的动力来源，是皮带运输过程中的关键设备，电机需要有良好的运动性能，包括：良好的启动停止；平稳的运行；持久的工作寿命；简单方便的日常维护等。传统电动机的调速一般有两种方式，变极调速和转子串电阻调速。变极调速是有级调速，调速范围窄，启动力距小，启动电流大。转子串电阻调速性能虽有所改变，但电阻要消耗大量电能，效率低，能耗高。新兴的变频调速系统除了拥有高的调速性能之外，还具有高的效率和节能效果。转子串电阻调速特点：有较高的起动转矩、低速时的特性非常软。换挡时对机械的冲击大、无法精确定位。无法提供反力矩、效率低、能耗大。变频调速方式：控制变频器输出频率调速特点：有高的起动转矩、输出特性好。无级调速、能精确定位。能提供反力矩、效率高，能耗低。现场使用电机如下图：图1.4

图1.4 皮带机电机驱动系统

三、高压变频调速系统的装置设计

3.1  高压变频器系统原理

根据生产工艺的要求，高压电机的负载设备在生产过程中必须进行调速。调速方式有中间环节调速和高压电机本身调速之分。按照电机学的基本原理，已知交流异步电动机的转速表达式为： n=(1-s)60f/p式中： s-滑差； p-电机极对数； f -电机供电频率。由上述公式可以看出，只要改变滑差s、或者电机极对数p、或者电机运行频率f，都可以达到调整电机本身速度的目的。

HARSVERT-VA系列高压变频调速系统采用功率单元串联多电平技术，属高－高电压源型变频器。变频器主要由移相变压器、功率模块和控制器三部分组成。一般现场应用还辅以旁路柜、开关柜等。变频器输入侧采用多重化移相变压器实现隔离和谐波抵消。无须功率因数补偿、谐波抑制装置，多脉冲整流技术的应用使得变频器电网侧谐波可满足IEEE519-1992标准和GB/T14549-93标准。变频器输出采用多个功率单元移相式PWM波形输出串联叠加，得到多电平高压，实现较低的输出电压谐波、共模电压和dv/dt。无须附加输出滤波装置，不会对电机的绝缘、轴承造成损害，可直接驱动普通鼠笼式、绕线式异步电机和同步电机。

图2.1.  10kV变频器系统结构图

图2.1是变频器系统结构示意图。其中，DSP控制器、新型一体化计算机和PLC一起构成变频器的控制和信号处理系统。此三者相互分工和协调，使变频调速系统获得最佳控制性能。

变频器主要由移相变压器、功率单元和控制器组成。

3.2  北京利德华福高压变频调速系统优点

由于采用了高性能DSP芯片和新型一体化计算机，在秉承HARSVERT-A系列产品完美无谐波、高可靠性、功率/电压等级覆盖范围广、控制接口灵活等优良品质的基础上，HARSVERT-VA系列无速度传感器矢量控制高压变频调速产品能够实现功能更为丰富、性能更高的高压大容量交流传动控制。目前，HARSVERT-VA系列无速度传感器矢量控制产品的性能指标为：调速范围100:1，稳态转速精度0.5%，动态转矩响应时间小于200ms，启动转矩150%额定转矩，基本达到国际先进水平。

图2.2   北京利德华福高压变频器

目前，HARSVERT-VA系列高压变频调速系统具有以下功能：

（1） 恒压频比控制

（2） 无速度传感器矢量控制

（3） 速度闭环矢量控制

（4） 电机参数自动整定

（5） 高压掉电恢复自动重启

（6） 旋转启动

3.3  皮带机变频系统设计

图2.3 皮带机双电机系统

图2.3为山西泰山隆安煤矿现运行的系统结构图，皮带机由两台电机拖动，由于目前煤层开采深度小，皮带长度没有达到设计最大。