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

　　zaidonglidianjishuliangduo，dangedianjifuzaichayida，dianjipailiefensandefuzagongkuangpidaixitong，yibankeyicaiyongduobianpinqizhucongkongzhifangan。xianchangmeitaidianjipeizhiyitaibianpinqi
，suoyouxitongzhongdesuoyougaoyabianpinqiyouyitaizhubianpinqitongyixietiaokongzhi。gaizhubianpinqitongguoduigebianpinqiyunxingzhuangtaikongzhi，xietiaogebianpinqideyunxingzhiling，gebianpinqigenjugaizhilingduigezidedianjijinxingdulidekongzhi，shigedianjizhuansuxiangtong、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、運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)，啟(qi)動(dong)電(dian)流(liu)較(jiao)小(xiao)，負(fu)載(zai)波(bo)動(dong)也(ye)較(jiao)小(xiao)。但(dan)考(kao)慮(lv)到(dao)在(zai)事(shi)故(gu)恢(hui)複(fu)等(deng)特(te)殊(shu)情(qing)況(kuang)下(xia)，皮(pi)帶(dai)機(ji)需(xu)要(yao)在(zai)堆(dui)滿(man)煤(mei)情(qing)況(kuang)下(xia)重(zhong)載(zai)啟(qi)動(dong)
，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)選(xuan)用(yong)“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：

　　變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)多(duo)機(ji)隨(sui)動(dong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，此(ci)功(gong)能(neng)的(de)實(shi)現(xian)方(fang)式(shi)是(shi)，把(ba)高(gao)壓(ya)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)通(tong)過(guo)高(gao)速(su)通(tong)訊(xun)網(wang)絡(luo)組(zu)網(wang)，參(can)數(shu)設(she)置(zhi)裏(li)
，把(ba)需(xu)要(yao)隨(sui)動(dong)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)設(she)定(ding)為(wei)從(cong)
，把(ba)需(xu)要(yao)電(dian)控(kong)係(xi)統(tong)來(lai)控(kong)製(zhi)的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)設(she)置(zhi)為(wei)主(zhu)。主(zhu)從(cong)控(kong)製(zhi)網(wang)絡(luo)示(shi)意(yi)圖(tu)如(ru)圖(tu)所(suo)示(shi)。主(zhu)從(cong)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)中(zhong)，可(ke)以(yi)控(kong)製(zhi)同(tong)步(bu)啟(qi)停(ting)和(he)功(gong)率(lv)平(ping)衡(heng)。

　　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：

　　bianpinqizaiduojisuidongdeqingkuangxia，youqishizaiganglanjihepidaijizhezhongfuzaitiaojianxia


，fuzaizhongzaiqidong，qiebunengzhijiegongpinqidong，zhijiegongpinqidongdejieguohuizaochengpidaidesilieheganglandetiaocaohediaosheng，bingduishebeichanshengnanyihuifudeshanghai。zaiduojituodongshi，dianjidegonglvpinghengchengweiyunxingguochengzhongkongzhidezhongdian。

　　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CHH100xiliegaoyabianpinqizaishanxijinmeijituanzezhoutiananshengxinmeiyepidaichuansongjishangdeshijiyingyongqingkuang，duigaoyabianpinqizaipidaichuandongchanghedeyingyongtedianhezhuyishixiangjinxinglejianyaodejieshao，fenxilepidaichuandongxitongchangyongdebianpintiaosufangan。

　　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