利德华福高压变频器在管状带式输送机上的应用(2)

四、现场变频调速系统方案介绍

现场三台高压变频器均采用一拖一手动旁路方案，此旁路方案是手动旁路的典型方案，原理是由3个高压隔离开关QS41、QS42、QS43及高压开关QF、电动机M组成。要求QS42和QS43之间存在机械互锁逻辑，不能同时闭合。

变频运行时，QS43断开，QS41和QS42闭合；

工频运行时，QS41和QS42断开，QS43闭合。具体如图6所示：

图6  一拖一手动旁路方案

五、 现场高压变频调速系统及采用的控制方案介绍

现场采用北京利德华福电气技术有限公司生产的3套HARSVERT-HVA06/050系列矢量控制高压变频调速系统，额定电压6kV，额定电流50A，额定功率400kW。如图7所示：

图7 高压变频器现场安装情况

利德华福HARSVERT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，满足用户对于风机、水泵、矿井提升机、皮带机等机械调速节能、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（高压开关柜或旁路柜可选）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。如图8所示：

其主回路如图（图中n代表级数 n=8）：

HARSVERT系列高压变频调速系统采用功率单元串联技术解决器件耐压问题，多级串联PWM信号移相后叠加，减少了输出侧谐波、降低输出电压的dv/dt；通过电流多重化技术减少对电网反馈的谐波，减小对电网的谐波污染；主控制器采用数字信号处理器、可编程门阵列（CPLD和FPGA）为核心，配合数据采集单元、单元控制器和光纤通信回路以及可编程逻辑控制器（PLC）构成控制系统。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

对于三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1主-2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，控制另两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，两台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三台电机的速度匹配。如图10所示，主控高压变频调速系统控制主电机的转速，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从电机的输出转矩。

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

本文主要结合北京利德华福公司的HARSVERT-VA系列高压变频器在威信云投粤电扎西能源煤电一体化项目管状皮带机上的实际应用情况，经过现场应用表明，运用高压变频器拖动管带机实现平缓、稳定启停，减小了对皮带的冲击，降低皮带的磨损，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。