利德华福高压变频器在双机拖动提升机上的应用(3)

图7：高压变频器输出线电压波形

控制系统位于控制柜中，由主控制器(DSP)、人机界面(嵌入式工控机)、PLC三大部分构成，三大部分各有分工，又互相通讯、协同工作。人机界面和主控制器及PLC之间均采用RS485进行数据通讯，通讯协议为Modbus协议。主控制器和PLC之间采用I/O点及模拟信号线建立简单通讯。

高性能交流传动系统均需要转速闭环控制，因此利德华福研发了高性能矢量控制技术，可保证很高的精度和很准确的动态转速。整个系统采用高性能DSP微处理器，可以自动检测到电机的参数，建立电机的数学模型，通过检测电机的电压和电流，对电机的磁通和转矩进行实时的解耦控制，能够对电机转矩进行主动的限制，避免负荷波动导致的过电流故障。

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200%额定转矩，基本达到国际先进水平。采用DSP高性能矢量控制的高压变频调速系统可实现电机参数自动整定、系统状态变量的实时显示和监控等功能。

六、改造过程及方案调整

变频器安装完成后，首先进行了主回路线路改造，然后将变频器控制系统及单机高压调试正常，同步进行操作台的固定安装，连接操作台与变频器之间的连线，调试操作台与变频器的信号传递，正常后把变频器和操作台接入到原系统中统调，带重载调试是改造中的重点部分。

空载调试时，两台设备使用带编码器的矢量控制、主从同步，发现同步效果不理想，运行中减速机存在撞击声，不如VVVF控制方式稳定。随即果断尝试采用VVVF控制方式、自然同步，发现只在启动时两电机速度稍有不同，加速过程中输出电流有部分差距，到高速段两电机输出电流相当，整个过程机械运转效果良好。考虑到两台电机厂家不同，电流及转速参数也有差距，观察单台运行时的发现两电机的电流变化规律也不同，认为空载满足转矩、功率分配平均原则。

带载运行后，对于从6.5-10吨不等的负载进行测试，发现负载越重两电机平衡性越好，与用户讨论后，决定不采用矢量控制、主从同步方式，运行VVVF控制、自然同步方式，该控制方式使两电机转矩、功率分配均匀，完全满足工况要求。

七、改造后的效果

改造后，变频器成功应用于提升机生产，解决了原串电阻调速系统的各种弊端，优势如下：

(1)省去了转子串电阻造成的能耗，具有十分明显的节能效果;

(2)克服了接触器、电阻器绕线电机电刷等容易损坏的缺点，降低了故障和事故的发生率，提高了系统的可靠性;

(3)启动柔和，转矩大，实现了无级平滑调速，加减速快速平稳。启动和加减速阶段基本不存在机械冲击，极大的延长了设备的使用寿命;

(4)自动化程度高，操作简单，主令手柄和制动手柄在提升机运行中基本不动，降低司机劳动强度和操作难度，运行平稳无震动，噪音低;

(6)基本无维护工作量，减低了维护人员的工作强度;

(7)系统具有更完善的软硬件保护环节。

八、总结

该高压变频器调速系统已经稳定运行1年。北京利德华福变频器首次在双机拖动的提升机上运行，取得圆满成功，证明了利德华福在高压传动领域上的雄厚技术实力。HARSVERT-FVA系列能量回馈型高压变频器在龙田煤业的成功应用，大大提高了主井提升系统的安全性和可靠性，确保了主井提升机的高质量运行，为用户创造了巨大的经济效益和社会效益。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改善现场工况，提高系统自动化程度，节约电能。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。