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(gè)生產(chǎn)中占據(jù)著比較重要的位置。其負(fù)載特性為：?jiǎn)?dòng)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(dòng)機(jī)，通過在轉(zhuǎn)子中串入若干段電阻，通過時(shí)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(diǎn)：
　　
（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(shí)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(shí)仍有較高的轉(zhuǎn)速，對(duì)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(dòng)和停止時(shí)大部分能量消耗在電阻上；電動(dòng)機(jī)在電壓下降時(shí)，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?yàn)樗俣鹊慕档褪峭ㄟ^外部串接的電阻消耗能量來實(shí)現(xiàn)的，并且速度越低，機(jī)械特性越軟，同時(shí)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(duì)其進(jìn)行了改造。
　　
2、系統(tǒng)對(duì)變頻器控制的要求：
　　
（1） 起動(dòng)和制動(dòng)性能好、快速、平穩(wěn)和準(zhǔn)確的起動(dòng)和制動(dòng)。
（2） 全速范圍內(nèi)都有很好的恒轉(zhuǎn)矩性能。
（3） 重物下降時(shí)（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(dòng)機(jī)必須產(chǎn)生足夠的制動(dòng)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(gè)最顯著的特點(diǎn)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(dòng)機(jī)靠重力下放，從而超過同步轉(zhuǎn)速而發(fā)電，因而整個(gè)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(diǎn)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(dòng)主電機(jī)選用45KW起重專用變頻調(diào)速的三相異步電動(dòng)機(jī)。其承載能力強(qiáng)；有獨(dú)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(shí)溫度超過允許值；使用了F級(jí)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(dòng)的電機(jī)。
　　
（2）VEC變頻器的選用
　　
根據(jù)提升機(jī)的使用場(chǎng)合和實(shí)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(dòng)單元、制動(dòng)電阻來消耗能量，以更好的滿足下降停車要求；同時(shí)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(dòng)的選擇
　　
（1）制動(dòng)方式的選擇
　　
由于提升機(jī)對(duì)停車制動(dòng)的嚴(yán)格要求，所以我們采取了能耗制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方式。這樣可保證運(yùn)動(dòng)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(dòng)（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(shí)，吊在空中的重物下滑。
　　
（2）制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的選擇
　　
提升機(jī)整個(gè)運(yùn)行過程中有兩個(gè)狀態(tài)反饋的能量比較大:一種狀態(tài)是在重物下降時(shí)，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(dòng)停止時(shí)產(chǎn)生的再生能量反饋。針對(duì)這兩種情況，在選制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻時(shí)，我們選擇了制動(dòng)電流較大的制動(dòng)單元以及與之配套的大功率的適當(dāng)阻值的制動(dòng)電阻。因?yàn)橹苿?dòng)單元和制動(dòng)電阻的選擇直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，所以選擇時(shí)要特別慎重。經(jīng)過工廠試車以及現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)
　　
（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(shí)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(jiǎn)化了；檢測(cè)保護(hù)性能好（威科達(dá)VEC頻器可以檢測(cè)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(gè)變化不均勻的速度，對(duì)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(zhǎng)了電磁抱閘系統(tǒng)的壽命
　　
原拖動(dòng)系統(tǒng)是在運(yùn)動(dòng)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(dòng)效果比原來還要好。
　　
（4）實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)、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(duì)所購產(chǎn)品都要經(jīng)過各個(gè)部門的審核進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。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(píng)價(jià)。