450KW皮带机变频器技术性能

4500KW皮带机变频器驱动技术说明

一、需求分析

●皮带机的正常起／停控制

皮带机的空载起动对驱动设备没有较多的要求，一般来讲皮带机空载起动在工艺要求各条皮带机的起动有一定的顺序性——依次起动，皮带机的正常的停车控制也要求有一定的顺序性，这点通常可通过PLC控制实现。另外，空载起动时针对大功率电机存在直接投网时对电网的冲击问题；

●皮带机带载运行中的问题

针对负载的频繁扰动产生的负载均衡的问题（以头、尾驱动方式为例）在皮带机头、尾同时驱动的情况下，由于物料频繁下落时对皮带机产生的扰动，因此要求头部和尾部的两个驱动装置能有较好的负载分配能力——以主—从方式构成速度—速度或速度—转矩的同步调节，另外，针对频繁的负载变化也要求两驱动设备在转矩和速度的调整上有一定的快速性，从而减少皮带的振动；机械共振问题

皮带机在进行速度调整（加速或减速）的过程中，往往要经历产生机械共振的速度范围，为避免机械共振对设备产生的影响，要求驱动设备在速度控制上最好能避过或跨越该速度段；

●运行中紧急停车

一般来讲紧急停车可能是由电网波动和突然掉电引起的，皮带机带载运行中的紧急停车会对皮带机系统造成严重的损坏，带载状态下的皮带机当带速急速下降时会因动应力波的作用使皮带产生振动，要解决这一严重的动力学问题，要求在电网波动和突然掉电时驱动设备不是立刻停止运行而是能继续拖动皮带机缓慢停止从而缓解应力波对皮带机的影响；

●皮带机重载起动

皮带机的重载起动是一个较复杂的过程，简单来讲就是要求驱动设备能做到“缓慢起动”。因为皮带机上承载的物料在重力作用下会使处于静止中的皮带各部位承受不同的张力，另外皮带机系统中的各个机械部位的齿轮也会因静止状态下物料的作用产生间隙，所以在这种状态下如果要起动皮带机，首先要求驱动设备能在低速状态下产生较大的起动转矩；其次，要求驱动设备在低速状态下先将处于松弛状态的皮带绷紧，使皮带各部位的张力分配均匀后——皮带自身产生一定的“钢性”从而拖动负载达到一定的运行速度，还有驱动设备以较低的速度先将齿轮咬合可以缓解机械冲击，延长机械设备的寿命；

●对应不同工况的带速调整

运量变化及检修——有时由于工艺的调整，通常要求在驱动皮带机的设备能对皮带机的带速进行较灵活调整从而实现运量的改变，另外，在系统检修时也要求皮带机能以一个较低的速度运行，以便于检修作业，这些都要求驱动设备对皮带机的带速能进行较灵活的调整；

二、变频器选型

●变频器选型如下：

ACS800-07-0610-7+B054+E208+E205+F250+Q951+K454+L502+L509+G300+N LWC-05

●变频器可选项概述：

B054—变频柜防护等级IP42 E208—保护电机共模滤波器

E205—du/dt滤波器F250+Q951—进线侧交流接触器与急停，类别0 K454—Profibus DP现场总线适配器L502—脉冲编码器适配器

L509—DDCS通讯适配器G300—柜体加热器

NLWC-05—5米长光纤

三、皮带机驱动方式简述

●变频器系统原理简述

变频器是针对电机控制研发的专用设备，经过几十年的发展无论从控制技术上还是设备的整体稳定性上来讲变频器现已成为非常成熟产品，一般通用型交流传动设备都是电压源型交—直—交结构，采用的控制方式也有很多种，现今公认的最先进的控制方式是DTC直接转矩控制技术。此外，由于变频器本身带有很丰富的软件功能以及较灵活的通讯能力，因此，变频器完全能解决主—从控制中负载均衡及皮带机运行中的其它问题，使用变频器驱动皮带机已经在很多工程中广泛使用。

下图是由2台变频器构成的主—从结构的驱动系统图

系统特点

变频器初期的设备投入较高；

能实现非常精确的速度和转矩控制；

维修、维护量少；

能实现速度调整控制；

对负载变化的响应速度非常快；

针对主—从控制方式可以实现较精确的同步控制；

设备起动对电网冲击较小；

可以完全解决皮带机起动、停车及运行中的相关问题；

设备的维修简单；

系统的整体效率高；

节能效果好；

四、液力耦合器、CST及变频器在皮带机驱动中的综合对比表：

五、ABB ACS800－07大功率系列传动产品的特点

ABB公司的ACS800－07系列传动产品是在ACS600系列传动产品的基础上研发的，电压等级在690V以下，功率范围覆盖45－2800KW，与ACS600系列传动产品相比ACS800－07系列传动产品无论在硬件上还是在软件上都有较大的改变因而大幅度提高了系统特性，硬件上ACS800－07系列传动产品具有如下特性：

●世界级的产品标准符合CE 标准、UL 标准、加拿大UL 标准；

●内含交流电抗器达到最好的保护和最低的谐波；

●超长的设备寿命直流电容器的寿命超过100，000 小时、风机的运行寿

命超过60，000 小时；

●不同的防护等级、带涂层的电路板可适用于各种工况的需要；

●逆变侧的功率器件采用高集成度的IGBT模块使传动设备的结构更紧凑；

●采用最先进的控制技术——DTC直接转矩控制技术；

●内置多种可选件I/O扩展模块、总线适配模块、编码器接口模块、光纤

接口、EMC滤波器、制动斩波器等；

ACS800—07系列传动产品丰富的软件功能：

●可编程软件功能：

控制信号监视

控制盘丢失

外部故障

电机热保护

堵转

欠载

电机缺相

接地故障保护

电流和转矩限幅

危险频率段的设置

启动预紧控制

●预编程的软件功能：

过流

DC 过压

DC 欠压