变频调速在斗轮堆取料机行走控制系统中的应用
日期：2008-10-22 23:30:02 来源：中国自动化网
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1 引言
斗轮堆取料机是大型散状物料装卸设备，其大车行走机构以往采用双速电动机驱动，工作速度为7m/min，调车速度30 m/min。双速电动机是4/16极，接线方式为Y/YY。双速电动机是利用改变定子绕组的接线方式以改变其极对数的方法变速，改变极对数分别由不同的接触器控制完成，控制线路复杂。由于斗轮堆取料机是大型设备，其行走机构驱动台车组根据机型及整机的轮压载荷配置有4台驱动、6台驱动至10台驱动；运行时惯性较大，当大车启停或变速时，整机震动较大，影响整机的结构安全及行走减速机主要零部件的使用寿命。故障率高，需要经常进行检修和维护。
2 双速电机控制主回路
以DQL800/1000.30型斗轮堆取料机为例，其大车行走为4台驱动台车组，每组驱动台车由一台双速电机驱动，选用JZ-52-16/4型双速电动机，其控制系统大车行走主回路原理如图1；控制回路原理图略。控制系统采用的电气元件多，线路复杂，5QM1为电源断路器，5KM1、5KM2大车行走正反向运行接触器，5KM3为慢速运行接触器，5KM5为快速运行接触器，5KM4为快速运行时星变双星的会星接触器。制动器电源接于正反向运行接触器的下端。5EH1～5EH8为过热保护继电器。上机电压AC380V，50Hz三相四线经动力电缆卷筒向机上供电，由于电动机台数较多在快速起动时对供电电源有较大的冲击。当大车启停或变速时，整机震动大。
图1 大车行走的电气原理图
3 变频控制系统主回路
我们采用ABB公司生产的ACS800系列变频器，驱动选用变频电动机YSPA160M2-4，N=11kW，控制主回路如图2所示，5QM1为电源断路器，5KM1变频器投入接触器，5KM2制动器控制接触器，5EH1～5EH4为过热保护继电器；5VVVF为变频器ACS800-0075-3，标准配置制动单元及制动电阻。考虑机械的负载特性，在变频器的容量选择时应选择重载应用型。其输出电流应大于台车组驱动电机额定电流总合的1.15备以上。整机控制系统可采用PLC主从控制技术，PLC选用西门子S7-300系列，设触摸屏显示终端。触摸屏选用西门子TP27-10，利用变频器RS485接口与PLC进行串行通讯。控制方式可设：自动/手动，控制及给定信号可以是模拟量（0～10V DC，4～20mA）或数字量，控制指令及反馈信号均输入PLC主站；PLC主站对变频器从站传送指令，并读取变频器的状态信号在触摸屏终端进行显示。采用变频器控制，大车启停或变速平稳，无震动。
图2 变频控制主电路
该控制系统我厂以应用于多种型号的斗轮队取料机行走控制系统，如：为哈尔滨第三发电厂提供的MDQ15050 门式斗轮堆取料机、为马鞍山钢铁公司提供的DB2400.43型堆料机、QL1500.51型斗轮取料机等。控制系统运行稳定，可靠。大车行走控制实现了无级调速，大车在启停及加减速过程中整机运行平稳，无震动。使整机结构在安全可靠，延长行走减速机主要零部件的使用寿命。事故及检修率下降。系统的控制水平大大提高。
4 结束语
采用变频器在斗轮堆取料机行走机构驱动中进行变频调速，整机运行平稳，无震动。可提高整机结构安全可靠性，延长行走减速机主要零部件的使用寿命。降低了故障及检修率。提高了系统的控制水平。
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斗轮堆取料机是大型散状物料装卸设备，其大车行走机构以往采用双速电动机驱动，工作速度为7m/min，调车速度30 m/min。双速电动机是4/16极，接线方式为Y/YY。双速电动机是利用改变定子绕组的接线方式以改变其极对数的方法变速，改变极对数分别由不同的接触器控制完成，控制线路复杂。由于斗轮堆取料机是大型设备，其行走机构驱动台车组根据机型及整机的轮压载荷配置有4台驱动、6台驱动至10台驱动；运行时惯性较大，当大车启停或变速时，整机震动较大，影响整机的结构安全及行走减速机主要零部件的使用寿命。故障率高，需要经常进行检修和维护。
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2 双速电机控制主回路
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以DQL800/1000.30型斗轮堆取料机为例，其大车行走为4台驱动台车组，每组驱动台车由一台双速电机驱动，选用JZ-52-16/4型双速电动机，其控制系统大车行走主回路原理如图1；控制回路原理图略。控制系统采用的电气元件多，线路复杂，5QM1为电源断路器，5KM1、5KM2大车行走正反向运行接触器，5KM3为慢速运行接触器，5KM5为快速运行接触器，5KM4为快速运行时星变双星的会星接触器。制动器电源接于正反向运行接触器的下端。5EH1～5EH8为过热保护继电器。上机电压AC380V，50Hz三相四线经动力电缆卷筒向机上供电，由于电动机台数较多在快速起动时对供电电源有较大的冲击。当大车启停或变速时，整机震动大。
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3 变频控制系统主回路
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我们采用ABB公司生产的ACS800系列变频器，驱动选用变频电动机YSPA160M2-4，N=11kW，控制主回路如图2所示，5QM1为电源断路器，5KM1变频器投入接触器，5KM2制动器控制接触器，5EH1～5EH4为过热保护继电器；5VVVF为变频器ACS800-0075-3，标准配置制动单元及制动电阻。考虑机械的负载特性，在变频器的容量选择时应选择重载应用型。其输出电流应大于台车组驱动电机额定电流总合的1.15备以上。整机控制系统可采用PLC主从控制技术，PLC选用西门子S7-300系列，设触摸屏显示终端。触摸屏选用西门子TP27-10，利用变频器RS485接口与PLC进行串行通讯。控制方式可设：自动/手动，控制及给定信号可以是模拟量（0～10V DC，4～20mA）或数字量，控制指令及反馈信号均输入PLC主站；PLC主站对变频器从站传送指令，并读取变频器的状态信号在触摸屏终端进行显示。采用变频器控制，大车启停或变速平稳，无震动。
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图2 变频控制主电路
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该控制系统我厂以应用于多种型号的斗轮队取料机行走控制系统，如：为哈尔滨第三发电厂提供的MDQ15050 门式斗轮堆取料机、为马鞍山钢铁公司提供的DB2400.43型堆料机、QL1500.51型斗轮取料机等。控制系统运行稳定，可靠。大车行走控制实现了无级调速，大车在启停及加减速过程中整机运行平稳，无震动。使整机结构在安全可靠，延长行走减速机主要零部件的使用寿命。事故及检修率下降。系统的控制水平大大提高。
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4 结束语
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采用变频器在斗轮堆取料机行走机构驱动中进行变频调速，整机运行平稳，无震动。可提高整机结构安全可靠性，延长行走减速机主要零部件的使用寿命。降低了故障及检修率。提高了系统的控制水平。
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