主井皮帶原采用2臺(tái)高壓電機(jī)拖動(dòng)，整套系統(tǒng)工作是由2臺(tái)315kw/6kv高壓異步電動(dòng)機(jī)并聯(lián)拖動(dòng)。
主井皮帶是柳灣煤礦的中樞，一旦皮帶機(jī)不能正常工作，將造成全礦停產(chǎn)，不但影響生產(chǎn)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)引起嚴(yán)重的社會(huì)影響。
原有系統(tǒng)采用交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)。該調(diào)速系統(tǒng)屬于有級(jí)調(diào)速，調(diào)速的平滑性差；低速時(shí)機(jī)械特性較軟，靜差率較大；電阻上消耗的轉(zhuǎn)差功 率大，節(jié)能效果較差；起動(dòng)過程和調(diào)速換擋過程中電流沖擊大；中高速運(yùn)行振動(dòng)大，安全性較差。該調(diào)速系統(tǒng)在解決電機(jī)間同步，以及出力不均的問題時(shí)能力明顯不足。機(jī)械磨損和老化問題日趨嚴(yán)重，性能逐年降低，故障率增加，設(shè)備維修難度大;電動(dòng)機(jī)效率低，損耗大。整個(gè)系統(tǒng)效率低，調(diào)速范圍有限，穩(wěn)定性差。
變頻調(diào)速新系統(tǒng)裝置概述
主井皮帶采用3臺(tái)高壓電機(jī)拖動(dòng)，整套系統(tǒng)工作是由3臺(tái)710kw/6kv高壓電動(dòng)機(jī)并聯(lián)拖動(dòng)。其中兩臺(tái)電機(jī)同軸拖動(dòng)同一滾筒，另一電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)另一滾筒。
該系統(tǒng)不僅要求3臺(tái)速度同步，而且3臺(tái)負(fù)荷分配要均衡一致。
綜合以上因素，甲方考慮采用高壓變頻調(diào)速裝置驅(qū)動(dòng)皮帶系統(tǒng)，但是，由于目前國(guó)內(nèi)外高壓變頻器的應(yīng)用領(lǐng)域主要在風(fēng)機(jī)水泵等變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用方面，很少有恒轉(zhuǎn)矩重載設(shè)備驅(qū)動(dòng)的實(shí)例，而重載多單元同步控制的成功應(yīng)用更是幾乎沒有，新柳煤礦非常慎重，經(jīng)過綜合考查了國(guó)內(nèi)外多家變頻廠商，同各方面專家進(jìn)行了多次的研討，最終確認(rèn)了日本明電舍的vt710高壓變頻器驅(qū)動(dòng)裝置的系統(tǒng)方案。
變頻調(diào)速系統(tǒng)控制概述
鑒于復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)情況，如：電機(jī)特性曲線存在差異、輥筒直徑制造差異、輥筒及皮帶的磨損差異、以及輥筒表面的附著差異等，我們建立以輥筒的一致性線速度為給定、以功率平衡分配為最終控制對(duì)象，構(gòu)成速度和電流雙閉環(huán)主輔同步控制系統(tǒng)， 采用vt710 的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)平衡控制模式，以達(dá)到理想的同步控制效果。
同時(shí)，vt710根據(jù)電流電流反饋實(shí)時(shí)計(jì)算轉(zhuǎn)矩，并依靠其高速的系統(tǒng)響應(yīng)，建立了優(yōu)化的從動(dòng)電機(jī)跟隨模型, 根據(jù)負(fù)載的變化和實(shí)際速度的變化，動(dòng)態(tài)調(diào)整速度輸出和功率輸出，使3臺(tái)電機(jī)的功率平衡分配，線速度一致，達(dá)到高精度的同步控制。
以皮帶的工作速度v為基礎(chǔ)，中控室通過rs－485給3臺(tái)變頻器發(fā)送轉(zhuǎn)速指令，通過轉(zhuǎn)矩自動(dòng)平衡控制模式，vt710 能夠自動(dòng)調(diào)整3臺(tái)電機(jī)的平衡轉(zhuǎn)矩輸出點(diǎn)，在角速度n1、n2、n3不同的情況下，使得電機(jī)功率p1≈p2≈p3、同時(shí)輥筒線速度v1≈v2≈v3。
本系統(tǒng)如圖3所示，采用多單元同步控制系統(tǒng)，考慮到煤礦的現(xiàn)場(chǎng)情況和控制距離, 在設(shè)備機(jī)頭設(shè)有本地/遙控轉(zhuǎn)換開關(guān)，既可實(shí)現(xiàn)本地控制, 也可遠(yuǎn)程遙控。3臺(tái)變頻器之間通過開放的rs－485串行通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。在運(yùn)行中，可以在控制室通過工控機(jī)對(duì)3臺(tái)高壓變頻器同時(shí)給定同步速度，實(shí)現(xiàn)良好的同步關(guān)系。
5 vt710高壓變頻器特性
(1) 滿載時(shí)，包括移相變壓器在內(nèi)的變頻調(diào)速系統(tǒng)效率≥97%；
(2) 功率因數(shù)≥95%；
(3) 滿足中國(guó)諧波相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；
(4) 適用6000v 普通異步電機(jī)；
(5) 近似全數(shù)字pwm脈寬調(diào)制技術(shù)；
(6) 全功率范圍段的mcu控制；
(7) pwm輸出電壓波形控制在vdc內(nèi)；
(8) 直接矢量閉環(huán)控制模式，控制精度萬分之一；
(9) 在閉環(huán)矢量控制模式下，vt710的控制范圍是1:100，即以50hz為基頻，其控制范圍可到0.5hz。在開環(huán)情況下，vt710的控制范圍也可達(dá)到1:10，即5hz；
(10) 電流跟蹤和磁通補(bǔ)償功能；
(11) 主要功能：轉(zhuǎn)差補(bǔ)償，電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)，瞬時(shí)停電再啟動(dòng)，多段速，高效運(yùn)行，比例聯(lián)動(dòng)，頻率跳躍等;
(12) 保護(hù)功能：過電流限制，過電壓限制，過負(fù)荷預(yù)警，過電流跳閘，過電壓跳閘，cell功率單元故障跳閘，過負(fù)荷跳閘，接地故障跳閘，過熱跳閘，其它；
(13) 顯示：輸出頻率，電機(jī)轉(zhuǎn)速，電機(jī)電流，輸出電壓，電機(jī)輸出功率，各功率單元dc電壓，運(yùn)行時(shí)間，故障查詢，變頻器溫度，其它。
6 vt710變頻調(diào)速系統(tǒng)與交流繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的比較
6.1 vt710與電機(jī)串電阻調(diào)速相比的突出特點(diǎn)
