技術(shù)頻道

      深圳威科達(dá)變頻器在上料提升機(jī)上的應(yīng)用

      1. 引言
        
      在企業(yè)的生產(chǎn)中,上料提升機(jī)擔(dān)負(fù)著提石灰石、運(yùn)料的繁重任務(wù),在整個生產(chǎn)中占據(jù)著比較重要的位置。其負(fù)載特性為:啟動速度慢,轉(zhuǎn)矩大,加減速要平緩,停車要準(zhǔn)確、平穩(wěn)。前系統(tǒng)的調(diào)速方法是:采用繞線式三相異步電動機(jī),通過在轉(zhuǎn)子中串入若干段電阻,通過時間繼電器和接觸器的配合,來控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速,但存在以下缺點:
        
      (1) 串聯(lián)電阻調(diào)速,其速度變化呈跳躍狀,使變速箱齒輪和導(dǎo)軌在加減速時均受到強(qiáng)烈沖擊,設(shè)備易損壞,鋼絲繩易疲勞,使得維修量加大。
      (2) 串聯(lián)電阻調(diào)速可調(diào)速度范圍小,使設(shè)備在減速停車時仍有較高的轉(zhuǎn)速,對抱閘和限位開關(guān)要求高,經(jīng)常發(fā)生越位與掉道事故而影響生產(chǎn)。
      (3) 串聯(lián)電阻調(diào)速,使設(shè)備在啟動和停止時大部分能量消耗在電阻上;電動機(jī)在電壓下降時,輸出力矩減小,轉(zhuǎn)差率增大,易發(fā)生事故。
      (4) 能耗高,低速機(jī)械特性軟。因為速度的降低是通過外部串接的電阻消耗能量來實現(xiàn)的,并且速度越低,機(jī)械特性越軟,同時消耗在電阻中的能量也就越大,極不經(jīng)濟(jì)。
        
      應(yīng)廠方要求,我們用深圳威科達(dá)VEC V6系列變頻器對其進(jìn)行了改造。
        
      2、系統(tǒng)對變頻器控制的要求
        
      (1) 起動和制動性能好、快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確的起動和制動。
      (2) 全速范圍內(nèi)都有很好的恒轉(zhuǎn)矩性能。
      (3) 重物下降時(除空載或輕載外),都依靠自重下降。為了克服重力加速度的不斷加速,電動機(jī)必須產(chǎn)生足夠的制動轉(zhuǎn)矩,使重物在所需的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)下降。
      (4) 停車距離不得超過進(jìn)料口和出料口2CM,且重物在空中停住的前后不得有“溜鉤”現(xiàn)象
      (5) 提升機(jī)的一個最顯著的特點就是回饋能量大,在下放過程中只要離開井口,礦車即拖著電動機(jī)靠重力下放,從而超過同步轉(zhuǎn)速而發(fā)電,因而整個下放過程都是處于發(fā)電狀態(tài),其能量的回饋是相當(dāng)大的,這也是做好單溝提升機(jī)變頻器的難點所在,如何處理好這部分能量,以保證變頻器可靠的工作,是該類變頻器的關(guān)鍵。
        
      3.系統(tǒng)的組成
        
      (1) 電機(jī)的選擇
        
      拖動主電機(jī)選用45KW起重專用變頻調(diào)速的三相異步電動機(jī)。其承載能力強(qiáng);有獨立的風(fēng)冷機(jī)構(gòu),可防止電機(jī)在低頻恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行時溫度超過允許值;使用了F級絕緣,在高次諧波作用下仍可保證可靠的絕緣,是最適合變頻驅(qū)動的電機(jī)。
        
      (2)VEC變頻器的選用
        
      根據(jù)提升機(jī)的使用場合和實際中所帶負(fù)載的情況,我們應(yīng)用深圳威科達(dá)科技有限公司的VEC-V6系列通用型恒轉(zhuǎn)矩變頻器。該變頻器有靈活的電位調(diào)速、很好的轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能,可滿足吊鉤在不同負(fù)載情況下的工作;配備了一系列的制動單元、制動電阻來消耗能量,以更好的滿足下降停車要求;同時滿足電機(jī)在5-50Hz恒轉(zhuǎn)矩和50-100Hz恒功率特性,以適應(yīng)使用者在各種情況的操作要求。控制原理圖如下:
        
      4 、制動的選擇
        
      (1)制動方式的選擇
        
      由于提升機(jī)對停車制動的嚴(yán)格要求,所以我們采取了能耗制動、直流制動和電磁機(jī)械制動相結(jié)合的方式。這樣可保證運(yùn)動中提升機(jī)的卷筒能迅速而準(zhǔn)確的停止,定位。另外電磁機(jī)械制動(電磁抱閘)主要是為了防止有意外發(fā)生(如忽然斷電等外界突發(fā)因素)時,吊在空中的重物下滑。
        
      (2)制動單元和制動電阻的選擇
        
      提升機(jī)整個運(yùn)行過程中有兩個狀態(tài)反饋的能量比較大:一種狀態(tài)是在重物下降時,電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài),產(chǎn)生的再生能量反饋;另一種狀態(tài)是制動停止時產(chǎn)生的再生能量反饋。針對這兩種情況,在選制動單元和制動電阻時,我們選擇了制動電流較大的制動單元以及與之配套的大功率的適當(dāng)阻值的制動電阻。因為制動單元和制動電阻的選擇直接影響到整個系統(tǒng)的運(yùn)行情況,所以選擇時要特別慎重。經(jīng)過工廠試車以及現(xiàn)場的調(diào)試、操作,結(jié)果證明我們的選擇完全可以滿足要求。
        
      5. 提升機(jī)采用變頻調(diào)速的優(yōu)點
        
      (1) 故障率低,控制靈活
        
      原系統(tǒng)速度和上下方向的變化是由許多接觸器、繼電器系統(tǒng)控制才能實現(xiàn):其控制復(fù)雜,故障率高,維修也很麻煩。采用變頻調(diào)速后:控制靈活,系統(tǒng)也大大簡化了;檢測保護(hù)性能好(威科達(dá)VEC頻器可以檢測輸出電壓,電流)可靠性提高,還可以節(jié)約很大一部分電能。
        
      (2 )調(diào)速質(zhì)量提高
        
      原三速電機(jī)系統(tǒng)只有三個變化不均勻的速度,對機(jī)械和電源有很大的沖擊。變頻器可以用電位器靈活的控制速度,精確度可達(dá)1%。
        
      (3 )延長了電磁抱閘系統(tǒng)的壽命
        
      原拖動系統(tǒng)是在運(yùn)動的情況下直接抱閘,而采用變頻控制后,可以在基本停住的狀態(tài)下進(jìn)行抱閘,閘皮的磨損也就大大減小了,且制動效果比原來還要好。
        
      (4)實現(xiàn)了軟啟動、軟停車,減少了機(jī)械沖擊,使運(yùn)行更加平穩(wěn)可靠。
        
      6 . 結(jié)束語
        
      提升機(jī)采用變頻改造,為變頻器在起重設(shè)備上的應(yīng)用提供了典范。該公司對所購產(chǎn)品都要經(jīng)過各個部門的審核進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗。該提升機(jī)設(shè)備自改造投入運(yùn)行以來一直使用情況很好,客戶給予了較高的評價。

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