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(chǎng)合提出了對(duì)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領(lǐng)先技術(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(chǎng)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：

圖1  主從控制結(jié)構(gòu)圖

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(guò)來(lái)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(chǎng)皮帶機(jī)上的應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)皮帶機(jī)結(jié)構(gòu)

表1 電機(jī)參數(shù)

表2  皮帶機(jī)參數(shù)

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(chǎng)

3.2 HID600A系列大功率變頻器主從控制

在山西朔州某煤場(chǎng)，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(duì)稱分配問(wèn)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(duì)電網(wǎng)電壓的沖擊。

該煤場(chǎng)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(duì)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(cè)量實(shí)際輸出電流，并與變頻器顯示電流做比較，通過(guò)參數(shù)調(diào)整，進(jìn)行電流檢測(cè)的校準(zhǔn)。在SVC模式下，先進(jìn)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(duì)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(guò)程均正常的時(shí)候便可以進(jìn)行正常生產(chǎn)過(guò)程的帶載調(diào)試。若輕載過(guò)程出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)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

本系統(tǒng)變頻器具有過(guò)流、過(guò)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)高效安全的運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

采用合康HID600A系列無(wú)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(lái)，提高了系統(tǒng)的功率因素及系統(tǒng)的效率，對(duì)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。

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。