[发明专利]一种带式输送机变频传动的功率平衡调节方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及带式输送机变频传动的功率平衡调节的技术领域。

背景技术

随着带式输送机向长距离、大运量、高速度及高可靠性的方向发展，对机头机尾驱动变频电机的功率平衡调节已成为带式输送机变频调速自动控制系统的核心技术问题，并关系到带式输送机工作的动态稳定性。而传统的双机变频拖动方案中，一般采用变频器的主从控制功能，即将一台变频器设定为主变频器，另一台设定为从变频器，主从变频器之间采用RS485通讯，主变频器频率由计算机或变频器面板设定，从变频器频率采用“频率跟踪+电位器微调”的设定模式，以此实现主从变频器运行时的输出转速一致及功率平衡。由于从变频器需要辅助电位器微调，因此该调节方法不能算作真正的闭环自动调节，而且效果不佳。

这种控制方案主从变频器之间采用RS485通讯，虽然RS485也是总线制通讯方式，但会在1200米通讯距离左右而形成信号衰减，因此对长距离带式输送机的情况，若仍采用RS485通讯，系统需要另外串接RS485光电隔离中继器来做信号放大，如果距离更远，那么就需要在每个RS485信号衰减处安装RS-485光隔中继器来解决信号传输问题。但这种解决方案有个重要的问题需要解决，因为每加一个RS485光电隔离中继器，那么都需要在串接位置给中继器载入用以驱动的外接电源，而各种各样的应用中，有时并不是每个衰减点都有可能方便的接入电源。基于这个现状，也有的控制系统采用光纤通讯的方式，但这个方案明显存在着布线昂贵，接口设备通常价格也比较高的问题。

另外，传统的带式输送机驱动电机的功率平衡方法多采用转矩传感器或电流、电压传感器采集电机传动系统参数，会因传感器的精度问题，使控制系统的控制精度有一定局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种带式输送机变频传动的功率平衡调节方法，用以解决现有功率调节方法效果不佳的问题。另外，本发明还提供了一种带式输送机变频传动系统。

为实现上述目的，本发明的方法方案是：一种带式输送机变频传动的功率平衡调节方法，包括如下步骤：

1）使机头变频器以频率fs1运行，

2）使机尾变频器以频率fs2运行，fs2=K*fs1+f(t)，其中K是基于设备正常运行时的频率校正系数，f(t)是根据运行过程中机头变频器和机尾变频器的输出功率差的百分率计算确定的频率微调值。

步骤2）中频率微调值f(t)按如下方式确定：每隔△t的时间周期计算一次f(t)，连续两次的频率微调值分别为f(t+△t)与 f(t)，而且f(t+△t)= f(t)+N△f，开机时，K=1，f(t)=0，其中N是根据系统反映速度及工艺要求确定的频率微调固定系数，△f是机尾变频器的连续两次采样频率值之差，初始时△f=0；每隔△t，比较△P%与△Pset%，△P%为机头变频器和机尾变频器的输出功率差的百分率，△Pset%为设定值；如果∣△P%∣≥△Pset%，若△P%＜0：则N为负；若△P%＞0：则N为正；如果∣△P%∣＜△Pset%，则N=0。

机头变频器与机尾变频器正常运行，每当正常运行了一段设定时间，就记录此时机头变频器频率fs1，机尾变频器频率fs2和该段时间内的频率校正系数K1，重新确定继续运行的频率校正系数K，K=（K1+fs2/fs1）/2。

本发明的系统方案是：一种带式输送机变频传动系统，包括机尾变频器，还设有一个控制连接机尾变频器的PLC，所述PLC与机头变频器通讯连接，或者通过工控计算机与机头变频器通讯连接；所述PLC用于对机尾变频器进行功率平衡调节；机头变频器以频率fs1运行时，PLC控制机尾变频器以频率fs2运行，fs2=K*fs1+f(t)，其中K是基于设备正常运行时的频率校正系数，f(t)是根据运行过程中机头变频器和机尾变频器的输出功率差的百分率△P%计算确定的频率微调值。

频率微调值f(t)按如下方式确定：每隔△t的时间周期计算一次f(t)，连续两次的频率微调值分别为f(t+△t)与 f(t)，而且f(t+△t)= f(t)+N△f，开机时，K=1，f(t)=0，其中N是根据系统反映速度及工艺要求确定的频率微调固定系数，△f是机尾变频器的连续两次采样频率值之差，初始时△f=0；每隔△t，比较△P%与△Pset%，△P%为机头变频器和机尾变频器的输出功率差的百分率，△Pset%为设定值；如果∣△P%∣≥△Pset%，若△P%＜0：则N为负；若△P%＞0：则N为正；如果∣△P%∣＜△Pset%，则N=0。