1 引言
卷揚(yáng)提升機(jī)是用來把爐料運(yùn)送到高爐爐頂給高爐加料或礦山斜井運(yùn)送礦料的重要設(shè)備,我國(guó)的中小高爐基本上都是采用料車卷揚(yáng)機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)上料設(shè)備。滿足下列要求:有足夠的運(yùn)送能力,既上料速度能滿足高爐生產(chǎn)的要求;運(yùn)行可靠,耐用,保證高爐連續(xù)生產(chǎn);能夠?qū)崿F(xiàn)上料自動(dòng)化;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)方便。
卷揚(yáng)提升機(jī)的工作特點(diǎn)是:?jiǎn)?dòng)速度慢,轉(zhuǎn)矩大,加速平滑,停車平穩(wěn)、準(zhǔn)確。傳統(tǒng)的調(diào)速方法是:采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī),通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻,由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速。
但存在以下缺點(diǎn):
(1)串聯(lián)電阻調(diào)速,其調(diào)速變化呈跳躍狀,使得減速機(jī)齒輪、天輪、中輪、料車與斜橋?qū)к壷g,在加減速運(yùn)行階段均受到?jīng)_擊力的作用,設(shè)備易損壞,鋼絲繩易疲勞,導(dǎo)致維修量大,檢修費(fèi)用增加。
(2)串聯(lián)電阻調(diào)速范圍小,使得料車速度呈突變,減速后停車時(shí)仍有較高轉(zhuǎn)速,對(duì)制動(dòng)器和限位開關(guān)的調(diào)整精度要求高,且容易發(fā)生越位及掉道事故而影響生產(chǎn)。
(3)串聯(lián)電阻調(diào)速,使得料車起動(dòng)及減速時(shí),大部分電能消耗在電阻器上;當(dāng)電動(dòng)機(jī)在電壓下降時(shí),力矩下降,轉(zhuǎn)差率增大,嚴(yán)重時(shí),料車無法啟動(dòng),易于產(chǎn)生事故。
(4)能耗高,低速機(jī)械特性軟。因?yàn)檗D(zhuǎn)速的降低是通過轉(zhuǎn)子外接電阻消耗能量來實(shí)現(xiàn)的,并且轉(zhuǎn)速越低,機(jī)械特性越軟,消耗在電阻中能量比例越大,極不經(jīng)濟(jì),電網(wǎng)電壓的高低對(duì)速度影響很大。
隨著變頻器技術(shù)的飛速發(fā)展。各生產(chǎn)廠家推出了特殊工況的專用變頻器,采用專用變頻器改造系統(tǒng),可以解決以上問題。
2 改造實(shí)例
遼寧省大石橋華信化工有限公司斜井提升機(jī)現(xiàn)場(chǎng)改造實(shí)例如下:
(1)原系統(tǒng)參數(shù)
斜井提升機(jī)原使用牽引電機(jī)是繞線式交流異步電動(dòng)機(jī),型號(hào)為JR92-6(6極75kW),該電機(jī)采用工頻供電,調(diào)速方法為采用通過集電環(huán)和碳刷在轉(zhuǎn)子回路中串入若干段電阻,由接觸器控制接入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速,凸輪控制器,接觸器互鎖控制。
(2)變頻改造方案
保留原凸輪控制器,減速器和抱閘系統(tǒng),取消原控制柜和繼電器,采用變頻器普傳PI8000 T系列專用變頻器8K093T3(93kW)。該產(chǎn)品是普傳科技推出的提升機(jī)專用變頻器,32位DSP控制,內(nèi)置制動(dòng)單元,保護(hù)功能齊全。(變頻系統(tǒng)改造框圖見圖1)
(3)制動(dòng)方式
通過變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)卷揚(yáng)下降時(shí)電機(jī)制動(dòng)再生的電能采取變頻器內(nèi)置的制動(dòng)回路外接制動(dòng)電阻變?yōu)闊崮芟摹榉乐固嵘蛳陆禃r(shí)因礦山軌道的可能產(chǎn)生的有時(shí)脫軌停車,必須采取液壓制動(dòng)器和手動(dòng)制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)。
為防止溜車的控制,由外部加裝的直流制動(dòng)給電機(jī)加直流電源,將電機(jī)瞬時(shí)減速至啟動(dòng)液壓制動(dòng)器的抱閘動(dòng)作防止溜車。
圖1 變頻調(diào)速系統(tǒng)改造框圖
(4)變頻器調(diào)試參數(shù)列于附表
3 改造后的效果
從改造后運(yùn)行來看,效果非常明顯:
(1)系統(tǒng)采用5段速度控制,啟動(dòng)沖擊小,可以緩啟緩?fù)?,減少了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)變速齒輪的沖擊,卷揚(yáng)提升機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、加速、減速等過程更加平穩(wěn)快速,減少負(fù)載的波動(dòng);操作靈活易掌握。
(2)由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流限制得較小,頻繁啟動(dòng)和停止時(shí)電動(dòng)機(jī)熱耗減少、壽命延長(zhǎng);液壓制動(dòng)器和手動(dòng)制動(dòng)器在低速時(shí)操作,其減少閘皮的磨損延長(zhǎng)使用壽命,保養(yǎng)時(shí)間和費(fèi)用都得以減少。卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩的使用壽命也明顯延長(zhǎng)。
(3)停車位置準(zhǔn)確,重車、空車停車位置基本一致。自2004年8月至今運(yùn)行,沒有發(fā)生料車落道事故。
(4)由于去掉了外接啟動(dòng)電阻,因而提高了系統(tǒng)的用電效率,經(jīng)測(cè)算節(jié)電率達(dá)25%以上,年節(jié)電約6萬千瓦時(shí)。
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附表 PI8000 93kW變頻器參數(shù)[/align]
4 使用變頻器應(yīng)注意的問題
為了保證提升機(jī)能夠安全可靠的運(yùn)行,防止變頻器跳故障時(shí),礦車下滑“溜車”,需要增加一套安全保障系統(tǒng)。在變頻器的外部,增加了一套直流制動(dòng)加液壓抱閘的制動(dòng)系統(tǒng),一旦變頻器跳故障,由變頻器發(fā)出故障信號(hào),控制直流制動(dòng)電路,給電機(jī)定子繞組施加低壓直流電流,減緩“溜車”速度,同時(shí)液壓抱閘抱住卷揚(yáng)機(jī)主動(dòng)輪。故障解除后,可恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。
5 結(jié)束語
實(shí)踐證明,卷揚(yáng)提升機(jī)采用普傳科技公司開發(fā)的專用變頻器的調(diào)速控制方案是具有簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)能、高效,保護(hù)功能齊全功能(過電流,過電壓,欠電壓,接地,過熱,短路),便于自動(dòng)控制的最佳方案,完全可以替代傳統(tǒng)的控制模式,具有非常高的推廣價(jià)值。變頻電柜內(nèi)部及外形圖見圖2:
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變頻電柜內(nèi)部及外形圖[/align]