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Goodrive800-26系列四象限变频器在大连港某码头下行皮带机上的应用
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一、 项目背景

近年来,随着自动控制领域相关技术的飞速发展,变频器的应用领域在不断拓宽。针对目前石油、煤矿、冶金和港口码头等领域出现的多传动需求,英威腾研发了Goodrive800系列工业传动变频器,并已成功应用于很多场合,比如Goodrive800-26系列在大连港某码头某堆场下行皮带运输机成功应用就是其中一个典型案例。

二、客户需求

目前,我国货运码头的皮带输送机在码头装船领域大量使用,但由于诸多原因,使用中相当长时间都处于空载或轻载运行状态,电能浪费严重。如使用变频调速技术,可减少电能浪费,同时也能解决大功率皮带输送机的启动困难问题。

另外,许多皮带输送机采用的软起动装置绝大部分是液力偶合器,下行运输皮带机在启动运行制动过程中会形成电机失控现象,若在皮带输送机上安装变频器,可随时将电机产生的负力回馈到电网中,减少发热损耗,解决机械系统及电气系统的冲击问题,延长设备的使用寿命,并能有效地节约电能。

基于此,英威腾给大连港某码头的下行皮带运输机调速选择了英威腾Goodrive800四象限柜机。除了具有卓越的调速性能,使用英威腾Goodrive800变频器,具有非常明显的节能效果,实验数据显示,该葡萄牙vs法国一年总节电量为313200度,为企业节约电费31.32万元,是港口码头企业技术改造升级和葡萄牙vs法国更新换代的理想调速装置。

三、英威腾解决方案

3.1 变频器主回路方案

本次英威腾的方案,主回路主要由用户开关QF,变频器输入主断路器QF1,缓冲接触器KM4,主回路接触器KM1,LCL滤波器,整流单元,逆变单元以及输出电抗器几部分组成。

系统主回路原理图

系统主回路原理图

3.2 运行状态监测

启动波形

* 启动波形:皮带机空载启动,从输出转矩曲线判断,皮带机停止时由于皮带机存在惯性,电机处于临界发电状态。

增加直流制动皮带停止时监测波形

增加直流制动皮带停止时监测波形

* 停车波形:停机时增加了直流制动,停机采用安全停机SS1指令,在100%转矩制动后,逆变输出持续10s转矩保持。在100%流量4000t/h时停机稳定,不存在下溜情况。

四、客户价值

4.1 直接效益

* 数据分析:由现场皮带机运行数据不难看出,基本处于1000t/h流量时,电机就处于发电状态,发电功率随着负载增加而增加。

序号

试验方式

电流方向

功率

整流电流

逆变电流

1

重载运行:500t/h

电动

25kW

42A

105A

2

重载运行:1000t/h

电动

9kW

30A

90A

3

重载运行:2000t/h

发电

35kW

50A

120A

4

重载运行:4000t/h

发电

100kW

150A

210A

试验运行数据

* 效益分析: 根据目前运行状态,大连港矿石码头4号堆场BC44号皮带机年运行300天,12小时工作制。满载80%,半载20%工作时间?梢圆闹苯有б嫖

300x12x80%x100x1+300x12x20%x35x1=31.32万元(电费按照1元/kW.h,计算以实际工况为准,仅供参考。)

4.2 减少污染物排放

总节电量313200度,相当于节约了125.28吨标准煤,同时减少污染排放85.2吨碳粉尘、312.26吨二氧化碳(CO2)、9.4吨二氧化硫(SO2)、4.7吨氮氧化物(NOX)。

4.3 间接效益

* 变频器软启动可以降低机械冲击:过大的冲击转矩往往造成电动机转子笼条、端环断裂和定子端部绕组绝缘磨损,导致击穿烧机;转轴扭曲,联轴节、传动齿轮损伤等;

* 变频器软启动可以降低电网冲击:过大的起动电流(空载起动电流可达额定电流的4~7倍,带载起动时可达8~10倍或更大),会造成电网电压下降,影响其他用电设备的正常运行,还可能使欠压保护动作,造成设备的有害跳闸。同时过大的起动电流会使电机绕组发热,从而加速绝缘老化,影响电机寿命;

* 变频器软停止可以降低对生产设备造成冲击:起动过程中的受力突变往往造成生产设备(皮带)缩短使用寿命;影响传动精度,甚至影响正常的过程控制。

五、总结

大连港某码头某堆场下行皮带机采用英威腾GD800-26系列四象限变频器后,既保证了皮带机运行稳定,又将下行皮带机这种特殊负载产生的能量反馈回了电网,同时也解决了皮带机运行中的软启动、软停止问题。现场的应用表明了,利用先进的英威腾GD800-26四象限变频器能够可靠、高效、稳定的拖动下行皮带机,可以大大提高皮带机控制的自动化程度,降低现场的维护工作量,给港口、码头等企业带来可观的经济效益。

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