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采用矩阵驱动降低传输系统能耗

www.cechina.cn2017.09.30阅读 3746

  更简化的设计,不仅减少了维护的成本,也带来能源等其它方面的节约。在一家沥青公司的转运系统中采用工业矩阵驱动,每年大约可以再生1500美元的电能。
  2016年春天,Maxam公司和安川美国公司,为位于桑顿的Gallagher沥青公司开发了一个沥青转运系统。该转运系统是一个完全集成的产品分配系统,其设计用于将沥青加载并均匀分配到单独的装载筒仓中。Gallagher沥青系统电机驱动运输机配有8吨高速物料输送仓及回灌贮存容器。


新的运输系统使用2个矩阵驱动器。新系统的设计更节能控制工程网版权所有,为客户提供了一个无需维护、机械一体化的配送系统。本文图片来源:安川


  现有的200吨沥青贮仓,按照沥青输送系统的要求进行改造,取代了复杂的沥青物料输送系统。这样就不需要5个40马力的传送系统及其低效率的电机了。旧的拖曳板条(传输系统的钢地板)使用链条,传输板加热所需要的电力也比改造后的系统多。
  新的运输系统使用2个矩阵驱动器。一个60马力驱动器负责驱动多电机动力的托架控制工程网版权所有,另一个30马力的驱动器负责转运容器的动力传动系统。主托架有4个驱动电机控制工程网版权所有,移动容器(料)另有2个电机。主托架和容器需要以相同的速度移动。新系统的设计更节能控制工程网版权所有,为客户提供了一个无需维护、机械一体化的配送系统。
  该传送系统自2016年2月起投入运营。占空比要求电机在1.5秒内加速到全速行驶。它们将全速运行大概4秒钟,然后在大约3.5秒下降到停止模式。大约10秒后,系统循环往复这个过程。正常情况下,在快速停止期间,电机的再生负载能量通常会转化为交流驱动系统制动电阻,并以热能的形式耗散。由于再生周期大约占总占空比时间的20%,因此大量能量会以热量的形式耗散掉。
  矩阵交流传动,主要是因为其控制技术才得以应用于此领域。它采用一个由9个双向开关构成的矩阵系统,用以将三相交流输入电压转换为三相交流输出电压。交流驱动拓扑消除了整流电路、直流平滑电路和在这种类型的应用中通常需要的可选动态制动元件。


通过将再生电能直接输送回能源分配系统,可以节约大量能源。


  该转换器使用脉宽调制(PWM)开关中的所有3个输入相位,来控制输出电压和输入电流,并提供再生电机控制操作。当托架和容器电机减速时,需要这种控制功能。通过将再生电机的能源直接输送回Gallagher沥青公司的能源分配系统,可以节约大量能源。与传统的交流驱动动态制动系统以热量的形式释放相比,电动机的再生能量更有效。


沥青运输系统将沥青分配到具有6个卡车出料口的筒仓。


  转运系统的电动机控制中心(MCC)安装在户外机壳内。有限的MCC面板空间,肮脏、潮湿的天气环境以及波动范围较大的环境温度,是这种电机控制解决方案需要面对的挑战。直接将AC连接到AC矩阵的驱动拓扑结构,其布线相对简单。布线只需要较小的面板或现场安装工人。该驱动器提供三相电源输入和三相输出主电源接线。主电机功率电路元件的数量由数个部件减少为一个。使用选定的驱动器,使得控制面板的体积要比动态制动模块的传统驱动和电阻方案比传统的交流驱动再生电源要减少70%。


Maxam转运沥青传递系统是专为筒仓加载设计的CONTROL ENGINEERING China版权所有,使用了2个安川U1000工业矩阵驱动。


  因为矩阵驱动实现了能源节约,Gallagher 沥青公司还得到了公用事业补助金。更新系统后该公司的千瓦时成本是0.076美分/千瓦时。运行周期时间为每天8.5小时,每周工作五天,平均每年工作40周。约20%的总运行时间为再生模式,也就是340小时/年。
  假设在再生期间,每个电机都是100%力矩制动www.cechina.cn,相较于使用传统的、利用动态刹车电阻的交流驱动解决方案,30马力的驱动器总电机负载每年将会节省500美元的成本,而60马力的总电机负载每年则会节省1,000美元。


移动配料驱动器设计用于将配料卸载到每个装载筒仓中。

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