一、變頻器驅(qū)動皮帶運輸機是行業(yè)應(yīng)用主流

皮帶運輸機是以運輸帶作為牽引和承載物料的連續(xù)運輸機械。運輸帶繞經(jīng)驅(qū)動滾筒和各種改向滾筒，由拉緊裝置給以適當(dāng)?shù)膹埦o力，工作時在驅(qū)動裝置驅(qū)動下，通過滾筒與運輸帶之間的摩擦力和張緊力，使運輸帶運行。物料被連續(xù)地送到運輸帶上，并隨著運輸帶一起運動，從而實現(xiàn)對物料的輸送。帶式運輸機主要部件包括驅(qū)動裝置、滾筒組、垂直拉緊裝置、托輥組、清掃器、運輸帶、安全保護裝置等 。

現(xiàn)有大多數(shù)皮帶機采用工頻拖動，有直接啟動、液力耦合啟動、軟啟動等方式。由于電機長期工頻運行，加之液力耦合器等效率等問題，造成皮帶運輸機運行起來非常不經(jīng)濟;同時，由于電機啟動沖擊大，在機械上產(chǎn)生劇烈沖擊，加速機械磨損;還有運輸帶、液力耦合器的磨損和維護等會產(chǎn)生較大費用。這對于現(xiàn)在創(chuàng)建低碳、節(jié)能型社會是不相符的。

由于變頻器的調(diào)速范圍寬，啟動轉(zhuǎn)矩大，可在重載下緩慢啟動，啟動安全性高。對于多電機驅(qū)動的皮帶機，變頻器主從同步控制性能好，主從控制功率均衡。同時，變頻器的使用對電機功率因數(shù)也有顯著提高。在運輸系統(tǒng)配置物流傳感器后，可根據(jù)實際物料流量需求自動調(diào)節(jié)皮帶機運速，經(jīng)濟節(jié)約。

總體來看，皮帶運輸機由變頻器來驅(qū)動，對節(jié)約社會能源、增加企業(yè)效益都具有非常現(xiàn)實的意義，變頻器驅(qū)動皮帶運輸機已成為行業(yè)應(yīng)用主流。

二、新疆某礦業(yè)皮帶機項目背景

新疆某礦業(yè)公司新建101皮帶機項目，為上行皮帶，其長度約6km，采用4臺高壓永磁同步電機驅(qū)動，電機規(guī)格為10kV/1400kw。頭部3臺電機，尾部1臺電機。皮帶機驅(qū)動示意圖如下：頭部電機M1、M2驅(qū)動同一個滾筒，M3驅(qū)動換向滾筒。頭部電機M1、M2、M3距離很近，視為剛性連接。頭部3臺電機與尾部電機M4之間為6km長皮帶，視為柔性連接。

皮帶設(shè)計要求如下：

1、永磁同步電機：

U=10kV，N=1400kW×4(頭3尾1)，n=74r/min

2、膠帶寬度：B=1600mm，

運量：Q=4000t/h，運速：V=5.5m/s

3、機長：L=6290m，提升高度：H=45m

三、英威騰變頻系統(tǒng)方案

根據(jù)客戶需求，英威騰為其量身定做了GD5000高壓變頻器主從控制方案，方案配置長距離光纖通訊模塊，滿足頭部與尾部變頻器之間長距離光纖通訊的要求。

GD5000控制系統(tǒng)采用DSP+FPGA+ARM多核控制系統(tǒng)，使用先進的無速度傳感器矢量控制方式，適用于高壓異步、同步電機調(diào)速?？刂凭雀?，動態(tài)響應(yīng)快，低頻輸出轉(zhuǎn)矩大;主從控制技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對多臺電機協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)功率均衡。

1、主從控制方案簡介

頭部3臺變頻器與尾部1臺變頻器主從控制采用光纖通訊，光纖連接方式為環(huán)形連接，光纖接口位于變頻器控制柜內(nèi)。變頻器自身通過主從控制可以實現(xiàn)功率均衡。

實現(xiàn)功率均衡的方式是：通過高速通訊，把從變頻器的輸出功率報告給主變頻器，主變頻器分析判斷計算后，調(diào)整從變頻器的運行頻率，達到兩臺或者多臺變頻器輸出功率基本相一致，功率誤差控制在5%以內(nèi)。

主從控制系統(tǒng)圖如下：

4臺變頻器均采用矢量控制。頭部3臺電機為剛性連接， 1號作為主機，采用速度控制，2號和3號兩臺從機采用轉(zhuǎn)矩控制。尾部4號機與頭部之間視為柔性連接，采用速度控制。

主要參數(shù)如下：

2、現(xiàn)場運行狀況

設(shè)備調(diào)試完成，4臺電機速度同步，功率均衡。帶料運行時電機運行電流相差在1A左右，運行效果得到用戶高度認(rèn)可。

3、現(xiàn)場照片

頭部3臺變頻器

頭部電機M1和M2

101皮帶機

四、結(jié)束語

在該皮帶運輸機項目中，負(fù)載電機為高壓永磁同步電機，主、從電機之間既有剛性連接，又有柔性連接，GD5000變頻器軟件控制性能得到全面檢驗。頭部變頻與尾部變頻相距約6公里，長距離光纖通訊，控制信號長距離傳輸可靠性和穩(wěn)定性也得到驗證。通過實踐證明英威騰GD5000高壓變頻器主從控制方案完全滿足現(xiàn)場使用要求。

英威騰先進的多臺電機主從控制技術(shù)在皮帶運輸機上成功應(yīng)用，體現(xiàn)了公司在礦山行業(yè)雄厚的技術(shù)實力。成熟的解決方案，優(yōu)異的產(chǎn)品性能，良好的現(xiàn)場服務(wù)得到客戶高度認(rèn)可。