希望森兰SB70 690V 1100kW大功率变频器在胶带输送机上的节能运用.docx

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1、希望森兰SB70690V1100kW大功率变频器在胶带输送机上的节能运用希望森兰SB70690V1100kW大功率变频器在胶带输送机上的节能运用导语：在新型干法水泥消费线，石灰石原料矿山位于直线间隔数公里外的山上。一、概述在新型干法水泥消费线，石灰石原料矿山位于直线间隔数公里外的山上。传统的运输方式使用大吨位的矿用汽车从山上往山下一趟一趟运送矿石，为保证消费的正常进展，那就必须先修一条可以供矿用汽车行驶的道路，只要水泥消费线不停工，矿车就要不连续地将石灰石从山上运到山下。这条道路应能承受大吨位的矿用汽车的碾压，其长度在数公里以上，占地面积大，投资自然也大，而且运输经过中要消耗不少油料，再考虑到

2、设备和道路的维护，运行费用高，水泥消费本钱增高，不利于市场竞争。为降低消费本钱，考虑到石灰石从山上运送到山下的经过中，位能在不断减少。利用石灰石本身具有的位能，不用消耗其他的能量或者消耗很少的电能就可平安地将石灰石从山上运送到山下，如今采用较多的就是胶带输送机。本文表达的胶带输送机，不仅作为运输石灰石的工具，而且还利用位能来发电，节能效率非同小可，降低水泥消费电耗意义重大。二、胶带运输机胶带输送机主要由钢丝绳芯胶带、托辊、滚筒、中间架和支推等组成，用来输送疏松物料或者成件物品，根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多台组成或者与其他输送设备组成程度或者倾斜的输送系统，以知足不同布置型式的作业线需

3、要。胶带输送机具有构造简单、部件标准化、维修方便、输送量大、操纵维修简单、运转费用低、适用范围广等特点。长间隔胶带输送机是一种大运输量输送设备，具有输送连续、可靠、自动化程度高、设备维护工作量小、可与工厂总控制系统联网统一治理、输送线路按地形布置占有耕地少等特点；同时物料在运输经过中相对稳定，扬尘点少、对环境污染小。某水泥有限公司由两条5000t/d干法水泥消费线，石灰石原料输送采用长间隔曲线胶带输送机输送，运量为1800t/h，破碎站至厂区料仓的程度间隔约为5451m；矿山破碎站翻卸平台地坪高程约680m，破碎站带式给料机出口高程约662m，胶带机输送终点水泥厂地坪标高290m，输送机头部卸

4、料点高程310m，输送机下运高度约-352m。以上的数据说明1800t的石灰石用1个小时的时间下运了352m，由此可计算出物料向下运动位能变化产生的动能为忽略摩擦阻力：W=mgh=180010009.8352=6209280(千焦)假设该动能经过发电机全部转换为电能，那么适配的电机功率为：P=W/t=180010009.8352/3600=1724.8(kW)三、胶带输送机控制方案1、胶带输送机技术参数胶带输送机运量：1800t/h胶带运输机程度投影长度：5451m胶带输送机最大提升高度：-352m电动机额定功率：2880kW电机电压：沟通三相690V6000V胶带宽度：1400mm胶带型号：

5、ST3150胶带运行速度：3.3m/s最大下运角度：20度发电功率：1200kW物料粒度：80mm。2、控制方案：长间隔的下运胶带输送机分为两段，两台沟通电动机安装在胶带机的尾部，采用尾侧驱动形式。1高压沟通电机直接驱动方案电动机不经减速器直接驱动下运胶带输送机。起动时，十分是在带载起动的情况下，会产生很大的机械冲击，使胶带可能拉断，带来严重的后果。为实现带载软起动，在起动经过中参加液压制动，由此将极大地增加制动器的运行负荷，缩短制动器的使用寿命，并增大制动器的维护工作量。液压制动器是作为下运胶带输送机唯一的应急平安保障设施，不宜在起动时经常使用。当物料到达一定量时，其位能足以使胶带机运行起来

6、，下运胶带输送机拖动电动机发电，同频同相且电压比电源电压高时，可将位能转换来的电能送到电网上。停车时，为实现软停车，需要参加制动。根据同样的原因，这种起动、停车时经常使用制动系统方案不太适宜。2高压变频器驱动方案目前，国内消费的6000V或者6000V以上的高压变频器，其主回路拓扑均采用单元串联式。由于变频器主回路构造上的原因，这类变频器主要用于风机、泵类负载上，不能用在有再生能量的场合。下运胶带输送机应使用三电平高压变频器，这类变频器目前需要进口、投资大，从经济上考虑此方案也不一定适宜。3690V变频器驱动方案690V变频器属于低压范畴，变频器技术较成熟，无须进口，价值也不高，其功能完全能知

7、足下运胶带输送机的工艺要求，而且维修方便，维护费用不高。唯一的缺点是电流较大，为减小线路的损耗，供电线路、变频器接到电机的电路的截面积应足够大，增大了初始投资。该方案不用液压制动系统介入就可实现长间隔胶带机的带载软起动、软停车、位能发电回馈电网、以及空载低速验带等功能。从目前的现状看，这种既轻易实现，又能知足使用要求，而且是最经济的方案。液压制动器仅作为下运胶带输送机的应急平安保障设施，是必须的。变频器的主回路如图1所示：图1690V变频器主回路电路图由图可见，电路有两逆变单元，右面逆变单元用于驱动电机运转、有位能时为电机提供励磁，并将电机产生的再生能量由反应二极管反应到中间直流环节；左面逆变

8、单元在电动时作整流器，在再生时作逆变将直流环节的再生电能回馈到电网。四、方案施行对上述三个方案进展比照，考虑到目前技术状况和可以实现的条件，最后确定采用第三个690V变频驱动方案。由胶带输送机的技术参数：物料下降-352米产生的动能为6209280千焦，采用尾侧驱动形式，在两段胶带输送机的尾部安装两台沟通电动机，电动机额定功率为：2880=1760kW。实际上，胶带输送机的胶带相当长，其重量大，磨擦力也大，有一局部位能用于克制摩擦力，余下的位能用于发电，发电功率1200kW左右。为保证平安运行，两台电动机留有适当的余量。变频器选用希望森兰690VSB70G1100Q6矢量控制变频器，在胶带输送

9、机起动时，有时可能是满负荷重载软起动，起动力矩要求很大，为可靠性和平安，变频器的容量适当增大。胶带输送机系统由PLC控制，PLC位于主控室内，主控室远离变频器的安装地点，用通讯线路连接，传输间隔至少在2km以上，考虑到信号传输的速率和可靠性，采用Profibus协议。PLC同时还要兼顾到液压制动系统和其他平安系统的控制，实现连锁综合保护。为防止变频器对控制系统的干扰，回馈单元之前安装正弦波滤波器，使回馈到电网的波形经滤波后接近正弦波形；另外在电动时，增大了整流回路的内阻，降低了非线性元件二极管整流产生的畸变电流对电网的污染。为补偿长线分布电容的影响；并抑制变频器输出的谐波分量，抑制电压脉冲的尖

10、峰，延长电机的绝缘寿命，变频器的输出安装输出电抗器。胶带输送机变频驱动后可实现如下的功能：1可实现长间隔胶带机带载情况下的软起动、软停车、位能发电、电能回馈、空载低速验带功能。2假设不用变频器，长间隔胶带机带载情况下的软起动、软停车只能通过制动器来实现，由此将极大地增加制动器的运行负荷，缩短制动器的寿命，并增加制动器的维护工作量。五、结语胶带输送机运行后，天天24小时连续不断以1200kW的功率发电，每年运行时间为11个月，年总发电量为964.8万千瓦时，节能量宏大，经济效益特别显著。森兰科技公司在国内首先用变频回馈解决了下运胶带输送机的电能回收，其功率为国内最大。对用户又有一种可行的变频调速节能方案供选择；对森兰科技公司又多了一款大功率四象限变频器。