合康變頻同步控制在煤礦皮帶機(jī)上的應(yīng)用

　　1引言
　　
　　隨著變頻器在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用，在許多工業(yè)場合提出了對大功率拖動(dòng)系統(tǒng)的需求。而單個(gè)電機(jī)由于制造等原因功率有限，不能滿足應(yīng)用需求，實(shí)際應(yīng)用中通常采用兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。在雙電機(jī)同步傳動(dòng)中，每臺(tái)電機(jī)載荷程度以及電機(jī)輸出功率的均衡程度將直接影響設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性。合康變頻憑借多年的技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，采用的主從同步控制技術(shù)能均衡分配電機(jī)負(fù)載及輸出功率，現(xiàn)場運(yùn)行可靠，控制性能優(yōu)異。
　　
　　2同步控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
　　
　　系統(tǒng)框架如下圖所示：
　　

        主從控制時(shí)，主機(jī)采用速度控制，從機(jī)可以采用速度控制，也可以采用轉(zhuǎn)矩控制。
　　
　　若主機(jī)和從機(jī)是柔性連接，則從機(jī)采用速度控制，主機(jī)將自身運(yùn)行頻率和輸出電流傳送給從機(jī)，從機(jī)將接收到的頻率作為自身的設(shè)定頻率，同時(shí)將自身的輸出電流與主機(jī)發(fā)送過來的輸出電流做PI調(diào)節(jié)，從機(jī)在跟隨主機(jī)頻率的同時(shí)，根據(jù)主從之間負(fù)載的差別進(jìn)行微調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)速度同步和功率均衡。若主機(jī)和從機(jī)是剛性連接，則從機(jī)采用轉(zhuǎn)矩控制，主機(jī)將自身運(yùn)行頻率和輸出轉(zhuǎn)矩傳送給從機(jī)，從機(jī)將接收到的轉(zhuǎn)矩作為自身的設(shè)定轉(zhuǎn)矩，將接收到的頻率作為自身的輸出頻率，從而控制兩臺(tái)電機(jī)功率均衡。
　　
　　兩臺(tái)電機(jī)中任意一臺(tái)都可作為主機(jī)，另一臺(tái)為從機(jī)，主從之間采用CAN通訊控制方式，通訊速率可達(dá)lMbps，提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，加入CRC校驗(yàn)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。
　　
　　3同步控制在山西朔州某煤場皮帶機(jī)上的應(yīng)用
　　



　　變頻器型號(hào)：HID600A-T7-630G低壓變頻器2臺(tái)
　　
　　應(yīng)用地點(diǎn)：山西朔州某煤場
　　
　　3.2HID600A系列大功率變頻器主從控制
　　
　　在山西朔州某煤場，因產(chǎn)量不斷增加，原有的主井皮帶機(jī)的容量已經(jīng)不滿足現(xiàn)在的需求，此改造項(xiàng)目中采用了合康中低壓變頻“一拖一”雙機(jī)聯(lián)動(dòng)的控制方案。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于解決工況引起的功率不對稱分配問題，保證兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一致功率均衡，同時(shí)極大地降低了電機(jī)啟動(dòng)瞬間對電網(wǎng)電壓的沖擊。
　　
　　該煤場皮帶機(jī)，共有2臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)為從機(jī)，屬于柔性連接，皮帶存在一定的延展性，主從之間允許存在一定的速度誤差。故主機(jī)采用SVC速度控制，從機(jī)也采用SVC速度控制，兩臺(tái)HID600A-T7-630G變頻器分別對應(yīng)兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。從機(jī)收到主機(jī)啟動(dòng)命令后，按照主機(jī)輸出頻率運(yùn)行，將自身的輸出電流與主機(jī)的輸出電流進(jìn)行PI調(diào)節(jié)，自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行頻率，使主機(jī)與從機(jī)速度同步，功率均衡。主機(jī)的故障信號(hào)與從機(jī)的故障信號(hào)互鎖，一旦任何一臺(tái)變頻器出現(xiàn)故障，則整個(gè)系統(tǒng)停機(jī)。
　　
　　3.3調(diào)試步驟
　　
　　系統(tǒng)調(diào)試主要包括參數(shù)自學(xué)習(xí)、空載調(diào)試及帶載調(diào)試三部分。
　　
　　1)電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)及空載調(diào)試
　　
　　在電機(jī)不帶任何負(fù)載情況下，設(shè)置好電機(jī)參數(shù)，單臺(tái)變頻器帶電機(jī)運(yùn)行，首先在V/F模式下運(yùn)行。設(shè)置頻率為50Hz觀察輸出電流在加速、恒速、減速階段是否均正常，同時(shí)用電流鉗表測量實(shí)際輸出電流，并與變頻器顯示電流做比較，通過參數(shù)調(diào)整，進(jìn)行電流檢測的校準(zhǔn)。在SVC模式下，*行參數(shù)自學(xué)習(xí)，自學(xué)習(xí)結(jié)束后，設(shè)置不同的頻率，觀察電機(jī)設(shè)定頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速是否對應(yīng)，輸出電流是否正常。
　　
　　2)帶載調(diào)試
　　
　　雙機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，先將變頻器帶輕載在10Hz運(yùn)行，查看輸出電流、電壓、轉(zhuǎn)速是否符合要求，然后在30Hz、50Hz運(yùn)行。若輕載過程均正常的時(shí)候便可以進(jìn)行正常生產(chǎn)過程的帶載調(diào)試。若輕載過程出現(xiàn)過流、過壓的故障，則重新調(diào)整從機(jī)同步控制參數(shù)。
　　
　　3.4系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置
　　
　　表3主從控制主要參數(shù)參數(shù)設(shè)置
　　

主機(jī)參數(shù)			從機(jī)參數(shù)
功能碼	參數(shù)說明	參數(shù)值	功能碼	參數(shù)說明	參數(shù)值
F0.01	無PG矢量控制	0	F0.01	無PG矢量控制	0
F0.02	端子運(yùn)行指令	1	F0.09	zui大運(yùn)行頻率	51Hz
F0.03	主頻率源X選擇	0	F7.10	自由停機(jī)方式	1
F0.08	鍵盤設(shè)定頻率	50Hz	FC.00	速度控制/功率均衡選擇	2
F0.09	zui大運(yùn)行頻率	50Hz	FC.01	主從模式選擇	2：本機(jī)為從機(jī)
F7.10	自由停機(jī)方式	1	FC.02	主機(jī)向從機(jī)發(fā)送參考信號(hào)源選擇	1：主機(jī)輸出電流
FC.00	速度控制/功率均衡選擇	2	FC.03	主從通訊使能	1：使能CAN通訊
FC.01	主從模式選擇	1：本機(jī)為主機(jī)	FC.04	從機(jī)控制命令源選擇	0：主機(jī)通訊控制
FC.02	主機(jī)向從機(jī)發(fā)送參考信號(hào)源選擇	1：主機(jī)輸出電流	FC.05	從機(jī)參考頻率源選擇	0：主機(jī)通訊控制
FC.03	主從通訊使能	1：使能CAN通訊	FC.07	從機(jī)參考信號(hào)源選擇	0：主機(jī)通訊給定
			FC.10	PID比例系數(shù)	20000
			FC.11	PID積分時(shí)間	1
			FC.18	PID控制偏差極限	10
			FC.19	PID調(diào)節(jié)特性選擇	0：正特性
			FC.20	PID使能同步速度下線	5.0%
			FC.21	PID使能	1：使能
			FC.22	CAN通信斷線時(shí)間	0.0S
			FC.23	PI限幅	2.0%
			F0.12	加速時(shí)間	0.01S
			F0.13	減速時(shí)間	0.01S

　　本系統(tǒng)變頻器具有過流、過壓、通訊故障等多種保護(hù)和故障輸出功能，未采用共直流母線也能有效保證系統(tǒng)安全的運(yùn)行。
　　
　　4結(jié)束語
　　
　　采用合康HID600A系列無PG矢量變頻器主從同步控制皮帶機(jī)后，運(yùn)行幾個(gè)月以來，提高了系統(tǒng)的功率因素及系統(tǒng)的效率，對皮帶及機(jī)械傳動(dòng)都有極大的改善，并體現(xiàn)了如下優(yōu)點(diǎn)：
　　
　　1)主從設(shè)定可以改變，每臺(tái)變頻器可以設(shè)置為主機(jī)，也可以設(shè)置為從機(jī)。
　　
　　2)主從故障互鎖，任何一臺(tái)變頻器出現(xiàn)故障，主機(jī)自動(dòng)停機(jī)，保證系統(tǒng)安全可靠。
　　
　　3)高性能的SVC算法，能保證皮帶機(jī)的平滑起動(dòng)，功率均衡。從機(jī)的輸出速度跟隨主機(jī)，電流相當(dāng)。從鍵盤上看主從機(jī)電流相差10A左右。