2018-04-09
行車在制造業(yè)有廣泛應(yīng)用，用來實現(xiàn)物體在三維空間中的轉(zhuǎn)運。其中水平面上兩個方向的運動分別由大、小車完成，稱為行走系統(tǒng);而垂直方向的運動則由起升機構(gòu)負責。大多數(shù)的行車通過釣鉤與被運物體相連，而當被運物體為粉狀時，則需要通過抓料斗，這就是抓斗行車。其中專門負責升/降運動的電機稱為主卷電機，另一臺閉合電機除了負責抓斗的打開和閉合(丟料和抓料)外，抓斗升降時，它還會同主卷電機一起出力。某電廠現(xiàn)有抓斗行車1臺，均為串級調(diào)速加繼電器/接觸器控制方式，故障率高，維護和維修的費用、時間均很大，給生產(chǎn)造成不良影響?，F(xiàn)對其中行車進行技術(shù)改造，采用鎮(zhèn)江偉創(chuàng)變頻器，從根本上解決問題。
一、變頻電氣控制系統(tǒng)
1、系統(tǒng)原理
主卷和閉合機構(gòu)變頻調(diào)速控制的閉合和主卷機構(gòu)采用變頻器實現(xiàn)電機的無級調(diào)速，采用制動單元和制動電阻以消耗下降過程中的再生電能。下面分別闡述:
(1) 抓斗行車相關(guān)參數(shù)
大車電機: 2×7.5kW 小車電機: 4kW
主卷電機:30kW 閉合電機: 30kW
抓斗下降過程中，電機為反向旋轉(zhuǎn)，但輸出力矩仍然為正方向，此時，電機工作于第二象限，其再生電能必須通過變頻器的直流回路進行釋放，因此，制動單元和制動電阻是不可或缺的。經(jīng)驗表明，制動單元和制動電阻的配置容量應(yīng)該相對于變頻器容量適當放大，具體情況與行車起升高度、制動單元的最大制動使用率、電機和變頻器的配置余量以及制動電阻散熱條件等環(huán)境因素有關(guān)。
由于抓斗下降過程是可能持續(xù)較長時間的過程，且無配重，因此，下降過程中的再生電能具有能量大、時間長的特點。這種特點要求制動單元必須具備連續(xù)制動(100%ED)能力，且直流電壓檢測和判斷時間應(yīng)足夠短，否則，極易造成變頻器直流回路過電壓，以至停機或失速。適當選配制動單元和制動電阻是非常重要的,而且它也需要借鑒于經(jīng)驗。
2.2 系統(tǒng)功能
(1) 安全連鎖功能
(a) 行車上各個進出口的門以及操作室的門在打開狀態(tài)下，禁止操作;
(b) 大、小車軌道兩端設(shè)限位開關(guān)限制車體超越;
(c) 沖頂限位;
(d) 各操作手柄未處于零位置時, 上電被禁止;
(e) 主卷和閉合變頻器中任意一臺變頻器報故障時，兩臺變頻器均立即停止輸出(自由停車)，同時抱閘合閘;
(f) 任何時刻斷電, 系統(tǒng)將立即停止，抱閘合閘;
(2) 力矩跟蹤抓斗上升和下降是由主卷電機和閉合電機共同運轉(zhuǎn)來完成的。但抓料操作時，為了盡可能多抓料，必須使用“點動降”使主卷鋼繩保持松弛，因此，當抓料完成時，主卷鋼繩是松弛的。若兩臺變頻器都為速度控制方式，則不能解決主卷鋼繩和閉合鋼繩的受力平衡問題，容易導(dǎo)致閉合電機、閉合變頻器、閉合鋼繩過載。為此，設(shè)定閉合變頻器為速度控制方式，當抓斗閉合狀態(tài)下上升時，主卷變頻器切換為力矩控制方式。其力矩指令來自閉合變頻器的輸出力矩。即主卷變頻器跟蹤閉合變頻器的輸出力矩，這就是力矩跟蹤功能。這樣，可以很滿意地解決兩臺電機的受力平衡。
(3) 重載軟啟動/軟停車
鎮(zhèn)江偉創(chuàng)變頻器矢量控制方式保證在0~50Hz的范圍內(nèi)電機能瞬時輸出2倍額定力矩，響應(yīng)時間150ms，即剛啟動時或減速停車將結(jié)束時，電機的力矩輸出能力仍然和高頻段一樣大，這可以確保消除啟/停時的“溜鉤”現(xiàn)象。
變頻器對電機的啟動和停止是在加/減速時間內(nèi)以S曲線方式增/減運行速度。即，電機剛啟動時刻以極低速度運行一段時間，其間加速度也較小，然后再以與加速時間相對應(yīng)的加速度將電機速度提高，接近設(shè)定速度時再以較小加速度運行至設(shè)定值。減速過程與加速過程類似。這就是軟啟動和軟停止。它可以十分有效地減小電機啟/停時的沖擊電流(閉環(huán)矢量控制的低速大力矩性能保證即使重載時也可以克服靜摩擦而實現(xiàn)啟動)。本系統(tǒng)重載啟/停電流被限制在2倍額定電流以下。
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