王 庆 张志平
（天津国华盘山发电有限责任公司 ，天津301900）
【摘 要】：在输煤燃料煤场系统#5皮带电动机为双电机驱动同一条皮带，在长期的运行过程中，由于设备老化没有国产备件可以替代，存在运行隐患，所以进行软启动改造，但两台电动机运行参数不相同，需通过变频器内部调整优化，实现同步驱动负载问题的分析。
【关键词】：变频器 电机 驱动 同步
The synchronization analysis for the same equipment drived by two frequency changers and two motors
Wang qing zhangzhiping
（Tianjin Guohua Panshan Power Generation Co. Ltd.，Tianjin 301907，China）
【Abstract 】： The #5 coal conveyer belt is drived by two motors in coal yard system,by long-time running,because the ageing of the equipment and no homebred accessories can be insteaded, It has potential safety problem,so it needs soft start renovation.But the parameters of two motors is different,so it needs the inner adjustment and optimization of the frequency changer,to accomplish the analysis of the synchronization driving load problem
【Keywords】： frequency changers motors driver synchronization
1 项目改造背景
输煤系统#5皮带及驱动系统为俄制设备，输送机由2台电动机驱动2减速机同轴驱动同一皮带滚筒，每台减速机各由1台132Kw（电机型号：BAOK315M6y2.5）绕线式电动机驱动。电机转子回路中由串切接电阻和可控硅整流设备控制，启动时通过可控硅整流串切接电阻达到减小起动电流增大起动转矩作用，串切电阻时间靠1套电子板件采集转子输出电流来控制。
#5皮带输送机电动机转子控制回路为俄罗斯早期产品，元件老化严重（设备运行近二十年），一旦发生故障，短时间内很难恢复，只能临时采用频敏变阻器来替代，而且接线部分全是外露，带电部件多，危险性大，在皮带启动瞬间，两台电动机同时全压启动，启动电流较大，对机械部件和电机本身和电网的冲击也很大，皮带托辊经常被皮带抽掉，母线电压降较大，母线保护经常误动作，造成其它设备运行不稳定；而且皮带电动机为早期标准的绕线式电动机，耗电量大，效率低，能耗高，不符合最新国家节能标准。
在盘电公司输煤系统，煤场#5皮带输送机是系统内使用频率最高，运行时间最长的设备，维系着95%以上的接卸煤和上煤的任务，也是燃料系统唯一的双电机驱动同一条皮带的设备，在日常工作中的隐患很高，重要性较强，如出现电动机机控制系统损坏问题对两台机组稳定运行会造成影响。
2 改造方案
2.1 改造原因
高耗能的俄制绕线式电机改为高效率的鼠笼式电机，电机动力回路控制改为变频器软起动控制，因#5输煤皮带运行中经常会出现连锁停机情况，考虑重载启动和连带斗轮机因素，电动机启动时要求减小电流对系统的冲击，同时又需要电动机有比较大的启动转矩。由于双电动机和双减速机共同驱动同一皮带滚筒，电动机和减速机在制造过程中的差异可能造成电动机和减速机同时输出的转矩不同，会对现场设备造成损伤，如果通过机械设备来调整同步性将很困难，如果通过双变频器来驱动电动机将会有较好的同步效果。因此考虑采用变频器作为启动设备，变频器作为一个标准元件使用，可以整体更换，电气控制系统更简单。变频器启动电流、启动时间、启动转矩可以分别调整，避免两台电机启动参数差异的问题。
2.2 设备选型
2.2.1 变频器选型
变频器：采用SIEMENS公司生产的变频器，规格型号：6SE6-440-2UD41-3GA1，132KW。选型根据电动机额定功率进行选择，电动机额定功率为132KW，此变频器最大输出功率为160KW
2.2.2 电动机选型
电机：原电动机型号为BAOR315M-6Y2.5,额定电流260A，效率92.5％，功率因数0.86；额定转矩1286N.M 功率 132KW 绕线式异步电动机
2.3变频器现场布置及其动力接线图
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图2变频器动力接线图
3变频器主从设计保证电机同步性分析
变频器主从控制采用直接转矩作为其核心控制原理，而直接转矩控制技术是在变频器内部建立了一个交流异步电动机的软件数学模型，根据实测的直流母线电压、开关状态和电流计算出一组精确的电机转矩和定子磁通实际值，并将这些参数值直接应用于控制输出单元的开关状态，变频器的每一次开关状态都是单独确定的，这意味着可以产生实现最佳的开关组合并对负载变化作出快速地转矩响应，并将转矩相应限制在一拍以内，且无超调，真正实现了对电动机转矩和转速的实时控制。
在主从控制应用中，外部信号（包括起动、停止、给定信号等）只与主机变频器相连，主机通过电线将从机控制字和转速给定值、转矩给定值广播给从机，实现对从机的控制。从机一般不通过主从通讯链路向主机发送任何反馈数据，从机的故障信号单独连至主机的运行使能信号端，形成联锁。一旦发生故障，联锁将停止主机和从机的运行。
变频器具有模拟量输出端子，且要求输出端子输出的模拟量有一定的精度和线性度。我厂变频器同步采用主变频器的输出作为从变频器的输入的主从控制方式，这样变频器将具有脉冲输入端子，输出的脉冲送到从变频器的脉冲输入端，可实现精确的主从同步控制 ，这种方法简单、经济、实用。
4 设备改造后优势分析
由于输煤皮带不需要调整工作速度，只需要减小启动冲击电流，简化设备启动装置，因此考虑采用软启动控制柜代替原有交流电机启动控制柜，驱动电动机可以保留现有绕线式电机，也可以更换为更简单的鼠笼式电机。为防止启动干扰，软启动控制柜增加进线电抗，避免通过电网影响其他设备运行。通过变频器进行软启动，可以启动控制器性能稳定，可任意设置启动时间和启动斜率，启动冲击电流小，完全可以满足斗轮机的工作要求。另外，由于皮带没有比较大的位能负载，因此电机启动完成后不必旁路切除软启动设备。改造完成后与改造前相比具有以下技术优势：启动电流可以根据实际需要调整，对电网冲击减小。采用无触点启动方式代替原有的接触器启动，工作更安全可靠。
5 结论
利用变频器主从控制实现双电机同步性，其具有优越的调速性能容易实现精准定位。它具有良好的启动和制动性能，对机械抱闸损坏较小系统转矩平衡性很好，从本身消除了运行过程中由于转矩不平衡造成的机械冲击，这样可以消除对钢性轴的的强度要求，减少对钢性轴的维护工作。
本次改造，提高了#5输煤皮带运行的稳定性，保证了上煤系统的正常稳定运行。
参考文献
[1] 盘电公司机组运行规程 2006.
[2] 煤的燃烧理论与技术［M］.袁均卢,张佩芳译.上海:华东化工学院出版社,1990.
[3] 火电厂锅炉设备及运行 中国电力出版社2002.
作者简介：
[1] 姓名：王庆（出生1979年7月26日 ），
性别：女
学历：本科
工作单位：天津国华盘山发电有限责任公司
目前主要从事工作：从事电气检修
职务职称：助理工程师
通信地址：天津市蓟县别山镇西
邮编：301900