ABB多传动和高效电机助力湄洲湾港东吴港区节能降耗

项目背景

福建八方达港口发展有限公司成立于 2008 年 6 月 2 日，是应福建省人民政府关于加快海峡西岸港口群建设和“两集两散”港口布局的要求，针对福建省“十一五”规划提出的把莆田湄洲湾北岸建成以大型散货、重型石化兼顾内外贸集装箱运输为特色的主枢纽港的定位需要。公司主要经营港口开发、货物装卸、仓储、中转、物流服务等。目前，公司正在湄洲湾港东吴港区东吴作业区建设经营东1#，东 2#，4#，5#，6# 等 5 个深水码头泊位。湄洲湾港区是当前福建省最大的散货码头。

湄洲湾港东吴港区散货区安装了 12 条皮带机。最初的设计方案是采用 10 kV 的高压电机与液力耦合来驱动皮带机，但是经过 ABB传动公司对该项目专业的节能评估，客户最终选用 690 V 低压工程型变频器配置高效电机方案。该项目的成功说明了ABB的节能评估，不仅适用于改造项目，而且适用于新项目。

系统配置

东吴码头散货区一期的皮带机根据皮带的长短和工艺需要来配置变频器，共 12 条皮带机。有 7 条带式皮带机采用单台 ACS800 系列工程型变频器驱动，有 3 条带式皮带机每条配置 ACS800 多传动控制设备，每条皮带有三个传动点，另外 2 条带式皮带机每条配备ACS800 多传动控制设备，每条皮带有 2 个传动点。变频器按重载选型，变频器采用 12 脉冲整流方式抑制电 侧谐波。主要型号由整流单元 ACS800-507 与逆变单元 ACS800-107 组成，驱动电机采用型号为 HXR 400LC4 电机组成，其额定功率与数量分别是450 kW 4 台，560 kW 8 台，500 kW 8 台，630 kW 1 台。

ACS800 系列变频器采用直接转矩控制技术，易于实现同一输送带多电机的速度均衡和负载分配。直接转矩控制的优点如下 :

（1）无与伦比的转矩特性：转矩阶跃响应时间＜ 5 ms

（2）无与伦比的速度控制：开环控制的静态速度误差 ±0.1-0.5% 动态速度误差 0.4%sec

（3）超低的噪音：ACS800 磁通优化模式降低了电机的高频噪声

（4）驱动电机的逆变器之间内部分配能量，有发电，有电动

（5）统一的整流单元，节省安装空间

（6）降低输入电流，节约电缆，安装和维护成本

（7）针对几个逆变器，有公共的制动方式

（8）可以实现系统冗余，确保系统安全稳定运行

同时，使用 ABB 高效大电机也有如下亮点： – 连续不间断的生产

（1）更长的生命周期

（2）系统更可靠

（3）更低的维护成本

（4）振动减少，噪音降低

解决问题

（1）变频器可轻松与上位机连接，根据负荷大小，上位机给变频器发 指令来控制皮带机的快慢，使得皮带机不再是恒速运行。

（2）采用变频器控制可以实现多台电机的同步控制和负载分担，这样可以保护皮带机，延长皮带机的使用寿命。

（3）变频器的使用实现了皮带机的软启软停，减小了启动电流对电 的冲击。

方案

（1）编号为 B2-1A,B2-1B,B3-1A,B3-1B,B3-2A,B3-2B,B5-1A 带式输送机每台配置一台 ACS800 系列工程型变频控制设备。

（2）编号为 B1-1A,B1-1B,B4-1A 带式输送机每台配置二台 ACS800 系列工程型变频控制设备，两台之间主从控制，主机速度控制，从机转矩跟随。

（3）编号为 B4-2，B4-3 带式输送机每台配置三台 ACS800 系列工程型变频控制设备，三台之间主从控制，主机速度控制，两台从机力矩跟随。

（4）变频器既可以本地控制，也可以远程控制。正常情况下，系统处于远程控制下。上位 PLC 程序接受中控操作员的输入信号，检测设备的全部输入信号，当符合启动条件时可以启动设备；当设备运行过程中，出现导致设备停机的故障信号及下游联锁信号不满足时，自动停止设备。

客户受益

（1）ACS800 变频器技术成熟，使得设备运行稳定性高。

（2）ACS800 变频器和高效电机节能效果显著，可短期收回投资成本。

（3）ACS800 变频器性能稳定，功率元件的寿命很长，只需很低的维护成本。ACS800 变频器还可实现远程监控，降低用工成本。

（4）ACS800 变频器平缓的加速有效降低对传送带的冲击（降低 20%的速度可以提高机械部件一倍的寿命），降低传送带和机械部件的磨损，减少服务，提高系统的可靠性。

（5）低压传动相比较中压传动，成本低，调试简单，维护方便，对普通电工来说就可以实现，降低了整个生命周期成本。

（6）ACS800 变频器可以降低启动电流，减少冲击，有效避免进线电压的跌落，无需无功补偿，电 的谐波含量也非常低。

（7）由于 ABB 变频器采用直接转矩控制（DTC）的智能技术，又结合磁通稳定法（FS）带来了传统直流电机或其他交流电机控制方法无法实现的超高准确度以及动态转矩控制，为带式输送机系统的运行提供更好的保障。