摘  要：本文主要介紹了深圳市英威騰電氣股份有限公司研發的高壓變頻器（矢量型）在(zai)煤(mei)礦(kuang)皮(pi)帶(dai)機(ji)上(shang)的(de)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)。該(gai)項(xiang)目(mu)采(cai)用(yong)兩(liang)台(tai)矢(shi)量(liang)型(xing)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)拖(tuo)動(dong)兩(liang)台(tai)電(dian)機(ji)同(tong)時(shi)運(yun)行(xing)的(de)方(fang)案(an)。現(xian)場(chang)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)表(biao)明(ming)

，此(ci)方(fang)案(an)下(xia)，各(ge)電(dian)機(ji)實(shi)時(shi)轉(zhuan)速(su)相(xiang)等(deng)，電(dian)流(liu)一(yi)致(zhi)性(xing)較(jiao)好(hao)，滿(man)足(zu)皮(pi)帶(dai)運(yun)行(xing)工(gong)況(kuang)要(yao)求(qiu)。

　　關鍵詞：煤礦皮帶機  矢量控製  主從控製  負載平衡  電流均衡

　　一、引言 

　　在大功率皮帶傳動場合，以往為了實現皮帶機的軟啟動，需要使用液力耦合器或者液力軟啟動器（CST），zheleiyelichuandongshebeiweihugongzuoliangda，nenghaogao，yiyuelaiyuebunengmanzuyonghudeyaoqiu。suizhegaoyabianpinjishudebuduanjinbuhewanshan，gaoyabianpinqiyijingzhubuqudaichuantongyeoudeweizhi，qizaipidaijishangdeyingyongyeyuelaiyueguangfan。

　　本文主要結合深圳英威騰CHH100xiliegaoyabianpinqizaishanxijinmeijituanzezhoutiananshengxinmeiyepidaijishangdeshijiyingyongqingkuang，duigaoyabianpinqizaipidaichuandongchanghedeyingyongtedianhezhuyishixiangjinxingjianyaojieshao。

　　二、皮帶機係統應用現場基本情況

　　山西晉煤集團澤州天安聖鑫煤業位於山西省晉城市澤州縣境內
，年設計產煤量為60萬噸，屬於晉煤集團屬下的國有大企業的下屬企業，有自己的礦井和選煤廠等相關企業。  

　　聖鑫煤業皮帶機係統結構如圖1所示：單程皮帶長度560米，皮帶寬度1.5米。電機50Hz工頻運行時，皮帶最大速度為2米/秒。礦井傾斜角度15度。井口有兩台電機同時運行拖動皮帶係統工作
，兩台電機銘牌參數相同。

　　圖 1礦井皮帶係統示意圖

　　井口兩台電機銘牌中主要參數如表1所示。

　　表格 1電機參數

　　皮帶機主要由以下幾個部分組成：

　　1
、皮帶機機頭

，是礦井的出煤口。皮帶從井底拖運出來的煤經過機頭位置時
，自動被拋卸到礦井煤場；

　　2、卸完煤後的空皮帶經過一個轉向輪，分別通過1#電機拖動的主動滾筒和2#電機拖動的從動滾筒後
，皮帶在經過一個導向輪運行到井底完成一次運煤過程。1#電機、滾筒及導向輪的現場工況如圖2所示。2#電機、滾筒及導向輪的現場工況如圖3所示
；　

        

　　3

、在zai礦kuang井jing的de底di部bu，裝zhuang有you皮pi帶dai張zhang緊jin係xi統tong，其qi主zhu要yao作zuo用yong是shi調tiao節jie皮pi帶dai的de鬆song緊jin程cheng度du，防fang止zhi皮pi帶dai過guo鬆song導dao致zhi的de兩liang台tai主zhu動dong輪lun打da滑hua現xian象xiang或huo者zhe重zhong載zai溜liu車che現xian象xiang

，以yi及ji皮pi帶dai過guo緊jin導dao致zhi的de皮pi帶dai異yi常chang損sun傷shang；

　　4、皮帶機製動與逆止保護裝置。皮帶機除了變頻器的保護係統外，還有自身的一些保護措施
，如油壓製動係統
，逆止裝置等。圖4zhanxianlexianchangdeyouyazhidongxitongshikuang。zailiangtaidongliguntongshanggeanzhuangleyitaoyouyashachexitong。zaitingchezhuangtaihuoguzhangzhuangtaixia
，liangtaiyouyashachechuyuzhidongzhuangtai。zhengchangshengchanshi
，shachepianchuyusongkaizhuangtai。tu5中(zhong)藍(lan)色(se)部(bu)件(jian)是(shi)皮(pi)帶(dai)機(ji)的(de)逆(ni)止(zhi)裝(zhuang)置(zhi)
，安(an)裝(zhuang)在(zai)減(jian)速(su)器(qi)的(de)低(di)速(su)軸(zhou)上(shang)。皮(pi)帶(dai)機(ji)出(chu)現(xian)重(zhong)大(da)故(gu)障(zhang)

，其(qi)它(ta)保(bao)護(hu)失(shi)效(xiao)時(shi)
，逆(ni)止(zhi)裝(zhuang)置(zhi)通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)力(li)阻(zu)止(zhi)重(zhong)載(zai)皮(pi)帶(dai)向(xiang)下(xia)溜(liu)車(che)。

 

　     
　　三、煤礦皮帶機變頻調速係統方案設計及運行效果分析

　　皮pi帶dai機ji多duo機ji變bian頻pin調tiao速su係xi統tong的de核he心xin問wen題ti是shi皮pi帶dai係xi統tong中zhong各ge電dian機ji的de轉zhuan速su和he轉zhuan矩ju平ping衡heng問wen題ti。在zai實shi際ji應ying用yong中zhong，根gen據ju現xian場chang工gong藝yi不bu同tong，可ke以yi選xuan擇ze不bu同tong的de變bian頻pin控kong製zhi方fang案an。

　　1

、直接“一拖多”方案

　　此方案中，各電機定子繞組直接並聯，統一由一台變頻器驅動。由於僅采用1台變頻器
，此方案具有成本低，占地小的特點。

　　cifanganzhong，bianpinqiwufaduigedianjidezhuanjujinxingdulidekongzhi，yincigedianjidechuliyoudianjicanshuhepidaixitongcanshujueding。qizhong，yingxiangdianjigonglvpinghengdezhuyaoyinsushidianjidecanshuchayi、電dian機ji動dong力li滾gun筒tong的de直zhi徑jing誤wu差cha和he皮pi帶dai包bao絡luo角jiao差cha異yi。誤wu差cha越yue大da
，係xi統tong中zhong電dian機ji的de功gong率lv差cha異yi就jiu越yue大da。在zai沒mei有you人ren為wei的de設she計ji差cha別bie的de情qing況kuang下xia，一yi般ban上shang述shu誤wu差cha都dou是shi生sheng產chan中zhong的de加jia工gong誤wu差cha。電dian機ji動dong力li滾gun筒tong的de直zhi徑jing誤wu差cha在zai初chu期qi生sheng產chan中zhong會hui引yin起qi電dian機ji功gong率lv誤wu差cha，但dan由you於yu皮pi帶dai係xi統tong的de物wu理li特te性xing，經jing過guo一yi段duan時shi間jian使shi用yong和he磨mo損sun後hou，這zhe一yi誤wu差cha將jiang逐zhu漸jian減jian小xiao。

　　對於能夠可靠控製上述這些誤差的場合，可以采用此方案
，這將大大降低變頻調速係統的采購價格。

　　電氣控製圖如下：

　　CHH100係列高壓變頻一拖二手動切換控製圖

　　2、多變頻器協調控製方案

　　在(zai)動(dong)力(li)電(dian)機(ji)數(shu)量(liang)多(duo)
，單(dan)個(ge)電(dian)機(ji)負(fu)載(zai)差(cha)異(yi)大(da)

，電(dian)機(ji)排(pai)列(lie)分(fen)散(san)的(de)複(fu)雜(za)工(gong)況(kuang)皮(pi)帶(dai)係(xi)統(tong)，一(yi)般(ban)可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)多(duo)變(bian)頻(pin)器(qi)主(zhu)從(cong)控(kong)製(zhi)方(fang)案(an)。現(xian)場(chang)每(mei)台(tai)電(dian)機(ji)配(pei)置(zhi)一(yi)台(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)，所(suo)有(you)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)所(suo)有(you)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)由(you)一(yi)台(tai)主(zhu)變(bian)頻(pin)器(qi)統(tong)一(yi)協(xie)調(tiao)控(kong)製(zhi)。該(gai)主(zhu)變(bian)頻(pin)器(qi)通(tong)過(guo)對(dui)各(ge)變(bian)頻(pin)器(qi)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)控(kong)製(zhi)，協(xie)調(tiao)各(ge)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)運(yun)行(xing)指(zhi)令(ling)，各(ge)變(bian)頻(pin)器(qi)根(gen)據(ju)該(gai)指(zhi)令(ling)對(dui)各(ge)自(zi)的(de)電(dian)機(ji)進(jin)行(xing)獨(du)立(li)的(de)控(kong)製(zhi)，使(shi)各(ge)電(dian)機(ji)轉(zhuan)速(su)相(xiang)同(tong)、出力相同。

　　四、高壓變頻器控製方式選擇

　　現場采用的CHH100係列高壓變頻器，控製方式可以根據實際工藝需要
，選用“VVVF控製”方式或者“無速度傳感器矢量控製”方式。其中，VVVF控製方式適用於輕載啟動
、負載波動較小的場合，矢量控製方式適用於重載啟動或負載波動較大的場合。

　　斜井皮帶機係統在正常啟動、yunxingguochengzhong，qidongdianliujiaoxiao，fuzaibodongyejiaoxiao。dankaolvdaozaishiguhuifudengteshuqingkuangxia
，pidaijixuyaozaiduimanmeiqingkuangxiazhongzaiqidong，yincixuyaoxuanyong“矢量控製”方式。

　　根據在現場情況CHH100高壓變頻器跟煤井供煤機和皮帶機逆止器做連鎖控製，當變頻器故障時供煤機連鎖停機（防止壓壞皮帶機）、皮帶機逆止器（防止打滑）。

　　五、現場高壓變頻調速係統基本情況

　　現場采用深圳英威騰CHH100係列高壓變頻調速係統
，主從控製方式，配置兩台高壓變頻器
，采用一拖一方式

　　高壓變頻器配置如下表：

　　高壓變頻器旁路方式：

　　

　　CHH100係列矢量高壓變頻一拖一手動切換控製圖

　　變頻調速係統由用戶開關
、手動切換旁路櫃

、CHH100係列高壓變頻器、高壓電機組成。一拖一手動切換旁路櫃是由三個高壓隔離開關QS1、QS2、QS3組成。手動旁路櫃嚴格

　　按照“五防”聯鎖要求設計，變頻器輸出QS2和旁路高壓隔離開關QS3機械閉鎖
，完全能夠保證變頻調速係統安全運行。

　　1) 在變頻運行狀況下，QS1、QS2閉合，QS3斷開。

　　如需手動切換至工頻運行時，係統先停止變頻器輸出，斷開用戶開關，再由機械操作依次斷開QS1
、QS2
，然後機械操作閉合QS3，使電機切換至工頻側，再合上用戶開關
，使電機工頻運行；

　　2) 在工頻旁路運行狀況下，QS3閉合，QS1、QS2斷開。

　　如需手動切換至變頻運行時
，係統先斷開用戶開關

，由機械操作斷開QS3，然後由機械操作依次閉合QS2、QS1，使電機切換至變頻側
，再合上用戶開關。

　　主從控製方式介紹：

　　bianpinqizaiduojisuidongdeqingkuangxia，cigongnengdeshixianfangshishi
，bagaoyabianpinqidekongzhiqitongguogaosutongxunwangluozuwang，canshushezhili，baxuyaosuidongdebianpinqishedingweicong

，baxuyaodiankongxitonglaikongzhidebianpinqishezhiweizhu。zhucongkongzhiwangluoshiyiturutusuoshi。zhucongkongzhifangshizhong，keyikongzhitongbuqitinghegonglvpingheng。

　　主從控製網絡

　　同步啟停：

　　同tong步bu啟qi停ting是shi在zai變bian頻pin器qi接jie收shou到dao外wai部bu控kong製zhi係xi統tong發fa出chu的de啟qi動dong或huo者zhe停ting車che信xin號hao後hou，主zhu從cong控kong製zhi網wang內nei的de高gao壓ya變bian頻pin器qi同tong步bu的de啟qi動dong或huo者zhe停ting機ji。同tong步bu啟qi停ting在zai無wu主zhu從cong控kong製zhi功gong能neng的de高gao壓ya變bian頻pin器qi多duo機ji隨sui動dong中zhong是shi無wu法fa實shi現xian的de。當dang控kong製zhi係xi統tong把ba啟qi動dong或huo者zhe停ting機ji指zhi令ling發fa送song給gei變bian頻pin器qi後hou
，變bian頻pin器qi中zhong的de主zhu變bian頻pin器qi立li即ji執zhi行xing改gai指zhi令ling，並bing且qie把ba相xiang應ying的de指zhi令ling通tong過guo高gao速su通tong訊xun的de方fang式shi發fa給gei從cong變bian頻pin器qi
，使shi得de主zhu從cong變bian頻pin器qi同tong時shi啟qi動dong或huo者zhe停ting機ji。

　　功率平衡：

　　變bian頻pin器qi在zai多duo機ji隨sui動dong的de情qing況kuang下xia，尤you其qi是shi在zai鋼gang纜lan機ji和he皮pi帶dai機ji這zhe種zhong負fu載zai條tiao件jian下xia
，負fu載zai重zhong載zai啟qi動dong，且qie不bu能neng直zhi接jie工gong頻pin啟qi動dong
，直zhi接jie工gong頻pin啟qi動dong的de結jie果guo會hui造zao成cheng皮pi帶dai的de撕si裂lie和he鋼gang纜lan的de跳tiao槽cao和he掉diao繩sheng
，並bing對dui設she備bei產chan生sheng難nan以yi恢hui複fu的de傷shang害hai。在zai多duo機ji拖tuo動dong時shi，電dian機ji的de功gong率lv平ping衡heng成cheng為wei運yun行xing過guo程cheng中zhong控kong製zhi的de重zhong點dian。

　　變bian頻pin器qi自zi身shen通tong過guo主zhu從cong控kong製zhi可ke以yi實shi現xian功gong率lv平ping衡heng功gong能neng
，但dan是shi用yong電dian控kong係xi統tong實shi現xian功gong率lv平ping衡heng也ye可ke以yi實shi現xian。變bian頻pin器qi實shi現xian功gong率lv平ping衡heng的de方fang式shi是shi，通tong過guo高gao速su通tong訊xun
，把ba從cong變bian頻pin器qi的de輸shu出chu功gong率lv報bao告gao給gei主zhu變bian頻pin器qi，主zhu變bian頻pin器qi分fen析xi判pan斷duan計ji算suan後hou，調tiao整zheng從cong變bian頻pin器qi的de運yun行xing頻pin率lv，達da到dao兩liang台tai或huo者zhe多duo台tai變bian頻pin器qi輸shu出chu功gong率lv基ji本ben相xiang一yi致zhi。

　　六、結論

　　本文主要結合深圳英威騰CHH100係xi列lie高gao壓ya變bian頻pin器qi在zai山shan西xi晉jin煤mei集ji團tuan澤ze州zhou天tian安an聖sheng鑫xin煤mei業ye皮pi帶dai傳chuan送song機ji上shang的de實shi際ji應ying用yong情qing況kuang，對dui高gao壓ya變bian頻pin器qi在zai皮pi帶dai傳chuan動dong場chang合he的de應ying用yong特te點dian和he注zhu意yi事shi項xiang進jin行xing了le簡jian要yao的de介jie紹shao，分fen析xi了le皮pi帶dai傳chuan動dong係xi統tong常chang用yong的de變bian頻pin調tiao速su方fang案an。

　　現場應用表明，通過合理選擇控製方案，能夠用較低的設備投入實現較好的皮帶調速控製效果。

　　參考文獻：

　　[1] 《CHH100係列高壓變頻器產品說明書》深圳市英威騰電氣股份有限公司

　　[2] 《高壓變頻調速技術工程實踐》 徐甫榮  中國電力出版社  2012-01出版