隨著礦業(yè)開采技術快速發(fā)展，礦用機械設備自動化程度也在持續(xù)提高。礦石運輸是礦業(yè)開采中的關鍵環(huán)節(jié)，運輸設備的合理選擇和安全維護對提高企業(yè)經(jīng)濟效益，保證礦業(yè)安全高效輸送具有重要意義。

港口皮帶機是用于港口礦石上下料的設備，下行時從貨船上下料，上行時往貨船上裝料，一般由輸送帶，機架，驅動，張緊，制動，儲帶，清掃等裝置組成。傳統(tǒng)的港口皮帶機使用變頻器驅動異步電動機的方案，存在驅動穩(wěn)定性差、傳動效率低、主從功率分配不平衡、能耗高等缺點。隨著永磁直驅技術和變頻技術的快速發(fā)展，礦石運輸方案效率更高、功耗更低、可靠性更好、傳輸距離更遠、多機主從同步性能也更強。本文介紹英威騰GD350A變頻器在港口皮帶機設備上的永磁直驅做功率平衡的應用方案。

客戶需求

廣東某港口皮帶運輸設備，主要運輸物料為貨運鐵礦石，運量6000T/h，最高貨運量8000T/h，運輸長度1430米，運輸傾角0-5°，提升高度5.78米，皮帶寬度1800mm，帶速最高3.14m/S，傳動輥筒直徑1000mm。

1、多機功率平衡：兩臺電機帶同一套皮帶，需要嚴格保證實時功率平衡，避免因速度不同步導致電機對拉，增加內(nèi)部損耗和變頻器故障。

2、低速大扭矩：皮帶需要隨起隨停，需要保證滿載啟動時的大扭矩同步輸出和加減速階段的功率平衡分配。

3、低速永磁電機直驅：優(yōu)異的大功率永磁電機驅動性能，保證極低速度/極大功率永磁同步電機下的矢量控制性能。

4、長距離傳輸穩(wěn)定性：兩臺變頻器距離較遠，需要保證長距離下的通訊信號和控制信號穩(wěn)定傳輸。

5、大功率變頻驅動：超大功率低壓變頻器多采用多機并柜方案，需要保證多機并柜方案的可靠性與穩(wěn)定性。

英威騰解決方案

兩臺永磁直驅電機分別使用英威騰GD350A-1000G-6變頻器，變頻器使用開環(huán)矢量控制，保證滿載啟動下的大扭矩輸出。

考慮到兩臺變頻器需要實時功率分配均衡，因此兩臺變頻器之間做主從同步，通過加裝CAN主從卡做實時數(shù)據(jù)交互，主從變頻各加一定的下垂量做功率平衡調節(jié)。

主從功率平衡：兩臺變頻器一主一從，主機接收PLC發(fā)送的給定頻率，將當前運行頻率通過CAN主從卡寫入從機，并讀取從機將的運行頻率和輸出轉矩。主從變頻在給定頻率的基礎上疊加下垂頻率，最終保證主從機快速調節(jié)運行頻率，保證主從功率動態(tài)均衡。

低速大轉矩啟動：兩臺變頻器均采用永磁直驅電機SVC專用控制方案，低速直驅時優(yōu)異的出力表現(xiàn)，保證了滿載狀態(tài)下帶載啟動和功率均衡的控制性能。

長距離傳輸：兩臺變頻器距離1400米，Modbus通訊和CAN主從通訊分別加裝了光纖轉換模塊，以保證遠距離通訊傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

大功率變頻驅動：GD350A系列變頻器單機最大功率到630kw，超過630kw需采用并機方案，本方案中GD350A-1000G-6變頻器使用兩臺500kw變頻器并機方案，并機板通過光纖發(fā)送主從驅動信號，保證驅動信號的同步性，變頻器編配輸入輸出電抗器，保證變頻器電流均衡分配。

*主機變頻器

*現(xiàn)場設備

主從控制是自動化系統(tǒng)中較常見的一種控制模型，因負載類型多樣化，控制方案沒有明確的模型，而是需要根據(jù)負載類型和控制要求去適配。該方案因電機功率大，主從電機距離遠，電機直驅轉矩大，驅動控制難度大，是英威騰在港口皮帶機應用上的成熟解決方方案，優(yōu)異的產(chǎn)品性能得到客戶的高度認可。