多电机驱动的带式输送机的传动控制.docx
多电机驱动的带式输送机的传动控制摘要：本文阐述了多电机驱动带式输送机传动的特点，分析了采用变频器控制多电机同步传动的方案;以及结合美国最大的NorthAntelope煤矿一个15000t的储煤仓带式输送机软起动控制系统分析了BENSHAW公司采用MVRSM型带转速反应控制的高压固态软起动器的解决方案，文章指出这种固态软起动器方案既能做到各电机协调工作不超载，使带式输送机平滑起动，皮带中不会产生过大的张力，又远比变频器方案廉价，实是带式输送机传动的一种性价比最正确的解决方案。英文摘要：Thepaperexpatiateonthefeaturesofbeltconveyer,analyzeamulti-motorssynchronouslydrivenbyinvertersscheme;andcombiningwiththeapplicationexampleofabeltconveyerof15,000TonStorageSilosinNorthAntelopetheAmericanlargestCoalMine,thepaperanalyzeBenshaw抯solutionmethodadoptMVRSMtypesolidstatesoftstarterswithspeedfeedbackcontrol.Thepaperpointoutthatwiththissolidstatesoftstartersolutionwecannotonlystartthebeltconveyersmoothlybutalsomakeallmotorsworkcooperativelywithoutoverloadandthereisnoexorbitanttensioninthebelt.Itspriceisfarlowerthaninverter抯solution.Thereforethesolidstatesoftstartersolutionisoptimizedinperformance/priceratio.关键词：固态软起动器传动控制皮带张力控制变频调速笔者在“单电机驱动的带式输送机的传动控制一文中已经讨论过带式输送机对传动系统的要求，并且通过分析各种传动控制方法后以为采用具有转矩闭环控制和转速反应闭环控制功能的固态软起动器是最正确选择，并且美国Benshaw公司已具有这种固态软起动器，在实际中已得到广泛的应用。多电动机驱动的带式输送机除了要考虑一般单电机驱动的带式输送机的要求，例如起动时皮带的负荷变化范围很大，皮带不要受到很大的张力突变等，还要解决各电动机起动和运行时的同步和负载平衡。国内有很多皮带运输机，起动时经常发生其中一台电动机过载跳闸的情况，甚至造成电动机或者皮带等机械设备损坏的情况，就是由于各电动机负载极不平衡引起的。2、变频器控制方案图12台电动机驱动的带式输送机采用变频器控制的方案假如带式输送机的每台沟通电动机都用矢量控制型的变频器来控制，组成如图1所示系统具有最好的工作性能。图1中示出的是二台电动机驱动的带式输送机控制系统。由于二台电动机由同一条皮带联接在一起，因此它们有一样的速度，假如速度不同，那么皮带必定发生打滑。在本系统中速度反应给变频器1的速度调节器构成速度闭环系统，其速度调节器的输出除了给自身的电流调节器作电流给定值外，同时也给变频器2的电流调节器作为电流给定值，因此可以保证二台变频器输出一样的电流给各自的电机，进而保证二台电机负荷平衡。假如变频器带有能耗制动电阻，那么这样的系统还合适于向下倾斜的带式输送机。向下倾斜的带式输送机在停车时，由于重力作用，电动机要回送能量给变频器系统，因此变频器要接上制动单元和制动电阻，才能工作。变频器驱动带式输送机虽然是一种技术先进的方法，但本钱太贵。是否有既能知足带式输送机技术要求，本钱又较廉价的方法呢？美国Benshaw公司的RSM系列中压为MVRSM系列由于具有速度反应控制和电流闭环控制功能，所以能解决多电机驱动的带式输送机的控制问题。3、带速度反应闭环控制的固态软起动器控制方案以美国Benshaw公司采用RSM和MVRSM系列固态软起动器的解决方案为例。NorthAntelopeCoalMine是美国最大的煤矿，它有一个15000t的储煤仓，采用72英寸宽的皮带将煤输送到煤仓中见图2。这条皮带输送机由3台4160V1250Hp的电动机驱动，每台电动机都采用一台Benshaw公司的MVRSM-4160V-1250Hp中压固态软起动器驱动，其系统图示于图3中。图2采用72英寸宽的皮带将煤输送到煤仓图3三台中压电动机驱动的带式输送机采用Benshaw公司MVRSM型固态软起动器的控制方案图3系统中，所有电动机采用一样型号的电动机，具有根本一样的机械电气性能。每台电动机都用一台MVRSM型带速度反应闭环控制的固态软起动器控制。系统中只装了一台测速机速度编码器ST，它输出频率与速度成正比的脉冲，由于各软起动器要分享同一速度反应信号，所以速度反应信号需送到一个频率/电压变换器FVC，它把速度反应脉冲变换为05V或者020mA的信号。其输出信号经过三个信号隔离器SI1SI3，分别送到固态软起动器的速度反应输入端。当然，假如系统中采用三台速度编码器作速度反应信号用，那么在每个速度编码器的输出各接一个频率/电压变换器也是一样的。但要十分留意的是MVRSM软起动器的速度反应信号必须保证在07V内，假如信号超过7V那么会给MVRSM的速度控制板造成永久性损坏。MVRSM固态软起动器的速度闭环控制框图示于图4中。由于速度控制闭环的存在，它可以保证被控电机的速度可以跟随给定速度。假如被控电机速度远小于给定速度，那么速度调节器会输出最大电流，让电动机以最大电流加速。假如被控电机速度即是或者高于给定速度，那么速度调节器输出最小电流，让电动机以最小电流运行。图4MVRSM固态软起动器的速度反应控制原理框图在多个电机/多个软起动器的情况下，在起动时通常会发生一台电动机和软起动器会比其他电动机和软起动器承当更多的负载，严重时会只有其中局部电动机转动，其余电动机不转动的，结果导致电动机跳闸或者皮带被拉断。这是由于即使出自同一厂家一样型号的电机，其机械电气性能也不可能完全一样。何况当电动机和软起动器处于不同位置时，变化的电源压降和电源阻抗导致每台设备有不同的电压。使用了上述速度闭环控制以后，MVRSM固态软起动器会防止任何一台电动机的电流低于满载电流的30%，这样可使软起动器的晶闸管保持导通，并使电动机处于随时承载负荷的状态。在这个系统中，所有的固态软起动器都具有一样的设置，例如电动机满载电流、过载保护等级，测速机全速电压等，并且设置为速度斜坡工作形式，具有一样速度斜坡和一样的最大和最小电流。那么这个系统在发生负载不平衡时，速度控制闭环是怎样发挥作用？设假设刚起动时有一台电动机软起动器承载了大局部负载，直到电流到达其最大电流设定值，由于这台电动机已无法再增加转矩，其他电动机软起动器便会分担必要的负载，它们的电流便会逐渐增加，以便增大转矩使速度跟随给定值。对于大多数用户来讲，上述这样的电流分配经过是可以承受的，由于速度被紧紧控制着，而电流又在各电机可以承受范围内，负载可以被适宜地起动起来。需要留意的是，在这种系统，电动机到达全速以后负荷要有较平衡的分配，由于起动器已进入旁路工作状态，它们已不能调节负荷的分配。4、完毕语带速度反应闭环控制的固态软起动器控制方案与变频器控制相比，这个系统最大的好处是价格廉价，对于3台4160V1250Hp电机驱动的带式输送机，其价格仅为采用变频器的40左右，实在是带式输送机传动的一种性价比最正确的解决方案。0
