一、項目背景
jinnianlai,suizhechengshijianshedefazhan,ditiesuidaoshigongxiangmuriyizengduo,qianyinjichezaigeleixiangmuzhongdeyingyongyeyuelaiyueguangfan,muqian,suidaoqianyinjicheyichengweiwoguosuidaoshigongjiguidaoshigongdezhuyaoyunshushebei,erqizhuyaoqudongzhuangzhiweibianpinqi。
與(yu)此(ci)同(tong)時(shi),變(bian)頻(pin)調(tiao)速(su)是(shi)近(jin)年(nian)來(lai)發(fa)展(zhan)起(qi)來(lai)的(de)一(yi)門(men)新(xin)興(xing)的(de)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu),它(ta)利(li)用(yong)改(gai)變(bian)被(bei)控(kong)對(dui)象(xiang)的(de)電(dian)源(yuan)頻(pin)率(lv),成(cheng)功(gong)實(shi)現(xian)了(le)交(jiao)流(liu)電(dian)動(dong)機(ji)大(da)範(fan)圍(wei)的(de)無(wu)級(ji)平(ping)滑(hua)調(tiao)速(su)。其(qi)在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)能(neng)隨(sui)時(shi)根(gen)據(ju)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)負(fu)載(zai)情(qing)況(kuang),使(shi)電(dian)機(ji)始(shi)終(zhong)處(chu)於(yu)最(zui)佳(jia)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai),在(zai)整(zheng)個(ge)調(tiao)速(su)範(fan)圍(wei)內(nei)均(jun)效(xiao)率(lv)高(gao)且(qie)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo)明(ming)顯(xian)。也(ye)正(zheng)因(yin)為(wei)此(ci),采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)對(dui)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)進(jin)行(xing)調(tiao)速(su)控(kong)製(zhi)因(yin)使(shi)用(yong)方(fang)便(bian)、可靠性高且經濟效益顯著的特點,得到了廣泛應用。
二、應用環境分析
- 牽引機車機械組成部分分為:車體,司機室,空氣製動係統以及牽引裝置;zhengcheqianmianweisijishi,neibubaohancaozuotai,diankongguihedianchiguanlixitong,sijishihoumianshidianchibufen,changcaiyonglinsuantielidianchizu,dianchizuxiamianshiqianyinzhuangzhi,qizhongliangtaidianjitongguojiansujifenbiequdongqianhouchelunzu,youqidongbaozhazhuangzhitigongshachezhidongli,qianyinzhuangzhihoumianweizhuangzaichexiang。
- 牽引機車電氣組成部分分為:電氣控製係統,主牽引變頻器,蓄電池組,交流異步驅動電機,空壓機變頻器以及空壓機係統。
三、客戶需求
在南京某隧道施工現場的一台牽引機車上,機車規格為:45T,行駛速度為:2.2米/秒,該機車采用新式抱閘係統,傳統氣動抱閘配合ABS係統,啟動時先打開抱閘,再運行變頻器,運行時可以通過輕踩腳刹,使用氣動刹車減速,當需要快速減速時,可以深踩刹車,並配合ABS防抱死裝置實現機車的快速減速。
在該項目中,客戶需求:
- 供電方式為:電池組供電,供電電壓DC460V~DC640V,低於460V時會給電池充電,電池支持反充電,充電電壓不超過DC700V;變頻器直流供電具備防接反功能;
- 變頻器需求為:變頻器采用外部端子控製,多段速方式運行(5段速);變頻器具備上電緩衝裝置,防止上電電流過大燒壞電池組;PLC可通過485通訊讀取變頻器運行參數;

圖: 牽引機車
四、英威騰方案
針對客戶的需求,英威騰推出使用GD350-19變頻器的牽引機車控製方案,該方案具有閉環矢量控製+主從功率平衡模式+零伺服功能,可完全解決牽引機車常見的啟停溜車問題,同時定製化的結構可有效節省車內的安裝空間。
方案配置為:


圖:係統拓撲圖
在該方案中
- 驅動方式:主牽引采用GD350-19變頻器一拖一電機,使用閉環矢量模式運行,電機側安裝編碼器,將運行頻率反饋至變頻器實現閉環矢量控製;空壓機采用GD350變頻器驅動,係統上電後直接運行,保證刹車用氣供給;
- 接線方式:GD350-19bianpinqicaiyongzhiliugongdian,jubeifangjiefangongneng,tongshijubeishangdianhuanchongzhuangzhi,kebimianshangdianchongjizaochengdedianchihuobianpinqisunhuai。jicheshangposhichuyudiandongzhuangtai,diannengcongdianchizuliuxiangbianpinqi,xiaposhichuyufadianzhuangtai,zaishengnengliangkeyoubianpinqifanchongrudianchizu;
- 控製方式:係統通過端子控製方式啟停及多段速調速,485接口與PLC通訊傳輸數據(運行頻率,輸出電流、電壓、報警信息等);
- 運行方式:機(ji)車(che)運(yun)行(xing)時(shi)先(xian)打(da)開(kai)氣(qi)動(dong)刹(sha)車(che),由(you)於(yu)可(ke)能(neng)是(shi)在(zai)坡(po)道(dao)上(shang)啟(qi)動(dong),變(bian)頻(pin)器(qi)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)零(ling)速(su)保(bao)持(chi)功(gong)能(neng),確(que)保(bao)氣(qi)動(dong)刹(sha)車(che)打(da)開(kai)過(guo)程(cheng)中(zhong)不(bu)溜(liu)車(che),當(dang)刹(sha)車(che)完(wan)全(quan)打(da)開(kai)後(hou)再(zai)加(jia)速(su)運(yun)行(xing)。在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)出(chu)現(xian)緊(jin)急(ji)情(qing)況(kuang)時(shi),往(wang)往(wang)需(xu)要(yao)深(shen)踩(cai)刹(sha)車(che),此(ci)時(shi)由(you)於(yu)氣(qi)動(dong)刹(sha)車(che)力(li)加(jia)大(da),可(ke)能(neng)會(hui)使(shi)變(bian)頻(pin)器(qi)觸(chu)發(fa)過(guo)載(zai)保(bao)護(hu),因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)斷(duan)開(kai)變(bian)頻(pin)器(qi)輸(shu)出(chu),當(dang)腳(jiao)刹(sha)鬆(song)開(kai)時(shi),如(ru)果(guo)檔(dang)位(wei)手(shou)柄(bing)還(hai)在(zai),變(bian)頻(pin)器(qi)可(ke)以(yi)轉(zhuan)速(su)追(zhui)蹤(zong)無(wu)衝(chong)擊(ji)的(de)運(yun)行(xing)起(qi)來(lai)。當(dang)機(ji)車(che)停(ting)機(ji)時(shi),如(ru)果(guo)在(zai)坡(po)道(dao)上(shang),變(bian)頻(pin)器(qi)停(ting)止(zhi)輸(shu)出(chu)後(hou)會(hui)出(chu)現(xian)溜(liu)車(che),所(suo)以(yi)使(shi)用(yong)零(ling)伺(si)服(fu)功(gong)能(neng)可(ke)以(yi)繼(ji)續(xu)保(bao)持(chi)力(li)矩(ju)輸(shu)出(chu),一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)後(hou)等(deng)氣(qi)動(dong)刹(sha)車(che)抱(bao)住(zhu),完(wan)成(cheng)停(ting)車(che);兩台變頻器采用主從速度模式運行,通過下垂方式實現兩台電機速度同步以及功率平衡;

圖:現場電控櫃
五、方案優勢
- 空間利用率高:由於司機室空間有限,英威騰GD350-19變頻器采用定製化小體積結構,法蘭安裝方式,可有效節省安裝空間40%;
- 可靠性高:因為牽引機車工作環境惡劣,英威騰GD350-19變頻器結構特殊定製,滿足現場的震動環境使用要求,另外控製板采用專門的三防漆塗層,可有效防潮防塵;
- 低頻力矩大:英威騰GD350-19變頻器采用優異的閉環矢量控製功能,在0Hz時可輸出最高200%扭矩,同時配合零伺服功能可有效的實現機車啟停平穩不溜車;
- 節能降耗:英威騰GD350-19變頻器工作效率高,另再生電能回饋,係統綜合用電量降低。
六、總結
通過英威騰GD350-19係xi列lie變bian頻pin器qi在zai南nan京jing某mou隧sui道dao施shi工gong現xian場chang牽qian引yin機ji車che上shang的de實shi際ji應ying用yong情qing況kuang表biao明ming,該gai方fang案an能neng有you效xiao防fang止zhi啟qi停ting時shi容rong易yi出chu現xian的de溜liu車che問wen題ti,機ji車che運yun行xing時shi電dian機ji負fu荷he分fen配pei均jun衡heng,緊jin急ji情qing況kuang發fa生sheng時shi,應ying急ji操cao作zuo安an全quan合he理li,設she備bei運yun行xing高gao效xiao,因yin此ciGD350-19完全勝任機車大功率負荷現場,成為牽引機車高性能,高可靠性變頻器的理想選擇。