大型皮带输送机ABB变频器的传动方案 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|意甲直播cctv5 / 14-03-21

1、概述

    大型皮带输送机在实际使用过程中，采 用不同的传动方案、对系统的正常运行、维护具有非常重要的作用。对于运输长度超过1km、电机功率在1200kW以下的多驱动方 式，采用目前世界上最先进的690V ABB变 频器调整速传动方案，是最合理的方案。
2、皮带机工艺分析
2.1皮带机负载运行
针对主一从控制方式来说，在皮带机以 2台电机共同驱动的情况下，要保证2台电 机出力相同，就需要传动设备采用主一从控 制方式。而在皮带机的运行过程中，由于物 料频繁下落对带皮机产生扰动，从而带来负
载均衡问题，故要求2个传动装置能根据负 载变化，在控制电机的力矩输出上能较快地 跟随，从而减少皮带因负载的频繁扰动产生 的抖动。
2.2机械共振问题
     皮带机在进行速度调整（加速或减速） 时，往往要经历产生机械共振点的过程，为 避免机械共振对设备产生的影响，要求驱动 设备在速度控制上最好能避开或跨越该速度
段。
2.3运行中紧急停车
    紧急停车可能是因紧急事故或突然掉电 引起的，当皮带机在负载状态下紧急停车 时，会因皮带上所承载物料的惯性作用，产 生动应力效应使皮带大幅度振动，严重时可 能会对皮带造成损坏。要解决这个问题，往 往需要在“紧急停车”时，传动设备能驱 动电机继续运行一段时间后停止，这样便能 缓解动应力效应对皮带机的影响。
2.4故障停车后的再启动一重载启动 皮带机的重载启动是一个比较复杂的过 程，简单地说，就是要求传动设备能做到控 制电机驱动皮带机“缓启”，因为在静止状 态下的物料会因重力作用使皮带上的各部位 承受的张力不同。在这种状态下启动时，要 求传动设备能控制电机在低速状态下产生较 大的启动转矩，即在保证控制电机产生较大 的启动力矩，控制电机低速运行时，先将处 于松驰的状态的皮带绷紧，各部位的张力分 配均匀后，再控制电机拖动皮带机达到一定 的运行速度。
2. 5皮带机维护检修
    要求传动设备具有较灵活的调速设置方 式，满足皮带机维护检修“低速验带”的 要求。
3、皮带机技术方案
    皮带机技术方案应全面满足皮带机工艺 分析所提出的工艺要求。
3.1正常启/停控制
    ACS800 - 07传动产品支持多种总线协 议：Control Net，Modbus，Modbus +，Interbus - S ， Profibus DP ， LON Bus 以及 Devi- ceNet等。针对大功率电机直接启动时的启 动电流对电网的冲击问题，ACS800 - 07传 动产品在保证启动力矩的基础上，可将电动 机的启动电流控制在额定电流的2倍以内， 大幅度降低了电机启动时对电网的冲击。
3.2皮带机负载运行
    通常皮带机可以是头_尾驱动、头部2 台电机共同驱动或单台电机驱动，但无论是 哪一种驱动方式，均要求在物料频繁下落对 皮带产生扰动时，电机的转矩能快速、准确 地跟上负载的变化。对应于电机的控制源 ——变频器来说，必须能快速、准确地控制 电机达到负载变化的要求。因而，采用 DTC直接转矩控制技术的ACS800 - 07传动 产品，无疑是解决问题的最佳方案；此外, 快速的响应速度，不光能满足负载变化的要 求，同时还可以降低皮带自身的振动。中，往往要经历产生机械共振的速度范围, ACS800 - 07传动产品所具有的多段速控制 功能，使用户可通过简单的设置实现运行中 危险速度段的跨越，延长了机械寿命降低了 维护检修次数。
3.4紧急停车问题
    针对皮带机负载状态下要求缓停的需 求，ACS800 - 07传动设备拥有S形斜坡启 动与停车控制功能，见图2。可灵活设置皮 带机停车时间，保证了皮带机负载停车的需 求，从而避免了皮带机负载状态下紧急停车 产生的振动，消除了应力波作用对皮带的影 响，延长了皮带的使用寿命。
3. 5重载启动
    ACS8TO-07传动产品的低速满转矩特 性，是保证皮带机重载启动时对转矩的基本 要求。针对重载启动时要求“缓启”，选择 采用了 DTC直接转矩控制技术的ACS800 - 07传动产品，无疑是解决这一问题的关键。 因为，静止状态下皮带机上所承载的物料, 会在重力作用下使皮带各部位承受的张力不 同，在这种状态下启动皮带机，就要求传 动设备的控制电机能在低速状态下产生较大 的启动转矩，这样电机在低速状态下使皮带 各部位的张力分配均?蚝螅?偻隙?涸卮锏 预定的速度。ACS800 - 07的低速满转矩特性以及0~ 1 800s的加/减速时间，是实现 重载启动的保证，另外，低速“缓启动” 也可以使皮带机系统的各个机械部位齿轮以 较低的速度啮合，避免了?速启动时产生的 冲击。
3.6不同工况的应用
    ACS800-07内置功能强大的应用软件， 用户可通过远程/就地等多种方式，灵活实 现对ACS800 - 07传动设备的参数调整，并 且可根据需要编制预设功能。如：运量变化 时对带速进行调整，维护检修时可“低速 验带”，通过对ACS800 - 07的功能设置, 均能灵活实现方便工作人员的作业。
4、方案先进性分析
4.1控制技术的先进性分析 4.1.1 矢量技制技术
    矢量控制技术是仿效直流电机控制方法 来控制异步电动机的方法。这种控制方法是 利用定子磁场进行定位，使转子电流经坐标 变换分解为励磁和转矩2个值，从而将异步 机的非解?状态转化为直流电动机的解耦状 态进行控制。这种解?实际上是设法将异步 电动机的物理模型，等效地变成直流电动机 的控制方式，这种等效变换是依据坐标变换 实现的，其等效原则是在不同坐标系下电动 机模型所产生的磁动势相同。
    在矢量控制方式中的坐标转换过程，需 要大量的运算，在控制电动机的结构上也非 常复杂，因而矢量控制方式的发展，依托了 计算机技术的发展，以及人们对电动机数学 模型的不断精确和简化。
    经过多年的发展，如今在传动领域内出 现了 “无速度传感器的矢量控制技术”，由 于矢量控制技术采用的是仿效直流电动机控 制异步电动机的方式，因而在控制的精度及 快速性上，始终无法达到以异步电动机直接 作为控制对象的精度。
4.1.2 DTC底接将坦拉制技术
    DTC (Direct Torque Control)直接转矩 控制的控制思想，是继矢量控制方式之后出 现的，由德国鲁尔大学的Depen bn>ck教授 在1985年提出的（该专利被ABB公司买 断）。简单来讲，DTC的控制原理就是利用 空间矢量以定子磁场定向的分析方法，直接 在定子坐标系下分析异步电动机的数学模 型，计算异步电动机的磁链，通过离散的两 点式调节器，将异步电动机的实际转矩值与给定值作比较，使异步电动机的转矩波动保 持在一定的容差范围内。由于DTC的控制 结构简单，控制信号处理的物理概念明确, 控制上除定子电阻外的所有异步机参数变化 的鲁棒性好，因此，DTC技术在控制异步 电动机上具有转矩响应速度快且无超调等特 点，是一种具有高静、高动态性能的交流调 速控制方式，目前DTC技术已被整个传动 领域称为第四代传动产品的控制技术。