变频器主从控制在原矿运输皮带中的应用

变频器主从控制在原矿运输 皮带 中的应用

谢家享

新疆紫金锌业有限公司

摘 要：变频器主要用于控制和调节三相异步电机交流的速度，其优点是具有稳定的性能，丰富的功能、高性能控制技术相结合的矢量、低转速高扭矩输出、良好的动态性能和卓越的容量过载，因此其在工矿企业用品市场上占有相当重要的地位。作为行业的标准配备标准感应电机的转速和扭矩通过交流变频器控制，交流传动技术扩展了电机的转速范围→从零到标称速度远远高于额定速度，所以生产率得到显著提高。

关键词：变频器；主从控制；电气系统控制；控制方式；同步运行

1、变频器介绍

新一代全能型壁挂式传动能简化您的生产流程和电机控制，轻松实现节能。同时，只需进行简单直接的设置或调试，就可以控制不同行业的各种应用。大多数基本功能为标配内置功能，可以简化传动选型，不必配备额外硬件，其设计目的不仅仅是为了提供一种从技术上来讲功能全面的传动，而且是为了提供一款全能型解决方案，它适用于各类用户、过程、业务和环境。ACS580可以随时用于控制泵、风机、传送带、搅拌机及其他许多变转矩和恒转矩应用。

1.1变频器亮点

易于选型、安装和使用；

所有基本功能均内置于传动中；

简单的菜单设置和助手支持快速调试；

节能功能支持以更佳的方式利用能源；

可以连接到任意自动化系统或单独使用。

1.2变频器默认I/O连接

2、主从控制的工作原理

主从应用中主传动是典型的速度控制，而从传动是速度或者转矩控制，一般情况下可分为：

2.1 主电机和从电机的传动轴如果是通过减速齿轮连轴器用螺栓固定连接时，这时主电机和从电机之间应该满足运行速度的一致性，不能有速度差。主电机的控制源一般由DCS给定来控制其转速。从电机一般使用转矩控制，工作时主电机的转矩输出作为从电机的控制输入，速度跟随主电机运行，这样整个传动的速度实际上都是由主电机来完成输出的。

2.1 主电机和从电机的传动轴如果是通过运输皮带等柔性设备连接时，主电机和从电机之间可能存在有少量的速度偏差这是允许的，从电机也可通过给定速度来进行控制。

2.3 在一些特殊应用中从电机既需要速度控制，也需要转矩控制，原因是两个电机轴工作时有的时候是刚性连接，有的时候是柔性连接，一般有主从控制性能的变频器都有自由切换这两种控制方式的功能。

3、主从控制的现场案例应用

3.1原矿运输控制需求

在工矿企业原矿运输的应用中，有很多长距离运输需要进行主从控制，我公司14#原矿运输皮带总长为1100米，宽1.2米，其配置是由两台220KW的电机通过减速齿轮连轴器用螺栓固定连接进行驱动的，电机布置在运输皮带头部左右两端（见现场安装图），这样两台电机之间应该满足运行速度的一致性，不能有速度差，只有通过主从控制来分配两个电机之间的运行负荷，使得电机的输出转矩能够得到平衡分配。

3.2 原矿运输设备参数

电机参数：额定电压380V；额定电流373A；额定功率220kW；额定转速1489r/min；额定频率50Hz。变频器参数：ACS580-04-585A-4。

3.3 控制方式选择

现场两台电机是通过减速齿轮连轴器用螺栓固定连接进行驱动的，属于刚性连接，所以主电机和从电机之间应该满足运行速度的一致性，不能有速度差。其控制方式是由DCS给定4-20mA的模拟信号来控制主电机转速，从电机使用转矩控制，工作时主电机的转矩输出4-20mA的模拟信号作为从电机的控制输入，速度跟随主电机运行。通过DCS的上位软件把主电机和从电机的运行转速、运行电流、运行转矩、运行状态等信号进行采集并在显示屏中供值班人员监视查看。如果设定主机的转速为1000r/min，主机通过输出转矩模拟量4-20mA信号作为从机控制信号的输入，所以主机和从机的转矩也能够保持同步，转速也均为1000r/min。

3.4 变频器主要参数设置

3.5 现场安装图

结论

随着社会不断进步与发展，将来在工业应用中还有更多问题需要解决，针对多电机需要同步运行的场合，主从控制是一种最佳的选择方案，目前运行情况良好，主从电机功率平衡，电流基本一致。经过现场应用实践我们可以得到结论，针对两台或两台以上的电机需要同步运行时，采用主从控方案不仅能够保证电机的同步运行，而且还很好地将负载进行了平均分配，杜绝了因功率不平衡、运行速度不同步等因素引发的设备停机故障，同时也降低了设备投入成本和安装位置的局限性，满足了企业生产中的安全、经济、可靠、高效率的需求。

参考文献

[1]齐书鹏.ABB变频器主从控制在工业中的应用[J].中国新技术新产品，2016（11）

[2]李茂森.ABB工业传动在测试台上的应用[J].电机与控制应用，2006，33（7）：51-54.