深圳威科達變頻器在上料提升機上的應用
1.引言
在企業(yè)的生產(chǎn)中，上料提升機擔負著提石灰石、運料的繁重任務，在整個生產(chǎn)中占據(jù)著比較重要的位置。其負載特性為：啟動速度慢，轉(zhuǎn)矩大，加減速要平緩，停車要準確、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，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：
?。?）串聯(lián)電阻調(diào)速，其速度變化呈跳躍狀，使變速箱齒輪和導軌在加減速時均受到強烈沖擊，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)。
?。?）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。
應廠方要求，我們用深圳威科達VECV6系列變頻器對其進行了改造。
2 系統(tǒng)對變頻器控制的要求：
?。?）起動和制動性能好、快速、平穩(wěn)和準確的起動和制動。
?。?）全速范圍內(nèi)都有很好的恒轉(zhuǎn)矩性能。
?。?）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。
?。?）停車距離不得超過進料口和出料口2CM，且重物在空中停住的前后不得有“溜鉤”現(xiàn)象
?。?）提升機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大的，這也是做好單溝提升機變頻器的難點所在，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）電機的選擇
拖動主電機選用45KW起重專用變頻調(diào)速的三相異步電動機。其承載能力強；有獨立的風冷機構(gòu)，可防止電機在低頻恒轉(zhuǎn)矩運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。
?。?）VEC變頻器的選用
根據(jù)提升機的使用場合和實際中所帶負載的情況，我們應用深圳威科達科技有限公司的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)矩補償功能，可滿足吊鉤在不同負載情況下的工作；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；同時滿足電機在5-50Hz恒轉(zhuǎn)矩和50-100Hz恒功率特性，以適應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
?。?）制動方式的選擇
由于提升機對停車制動的嚴格要求，所以我們采取了能耗制動、直流制動和電磁機械制動相結(jié)合的方式。這樣可保證運動中提升機的卷筒能迅速而準確的停止，定位。另外電磁機械制動（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
提升機整個運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??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．提升機采用變頻調(diào)速的優(yōu)點
?。?）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；檢測保護性能好（威科達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。
?。?）調(diào)速質(zhì)量提高
原三速電機系統(tǒng)只有三個變化不均勻的速度，對機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1%。
?。?）延長了電磁抱閘系統(tǒng)的壽命
原拖動系統(tǒng)是在運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。
?。?）實現(xiàn)了軟啟動、軟停車，減少了機械沖擊，使運行更加平穩(wěn)可靠。
6.結(jié)束語
提升機采用變頻改造，為變頻器在起重設(shè)備上的應用提供了典范。該公司對所購產(chǎn)品都要經(jīng)過各個部門的審核進行嚴格的檢驗。該提升機設(shè)備自改造投入運行以來一直使用情況很好，客戶給予了較高的評價。
在企業(yè)的生產(chǎn)中，上料提升機擔負著提石灰石、運料的繁重任務，在整個生產(chǎn)中占據(jù)著比較重要的位置。其負載特性為：啟動速度慢，轉(zhuǎn)矩大，加減速要平緩，停車要準確、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，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：
?。?）串聯(lián)電阻調(diào)速，其速度變化呈跳躍狀，使變速箱齒輪和導軌在加減速時均受到強烈沖擊，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)。
?。?）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。
應廠方要求，我們用深圳威科達VECV6系列變頻器對其進行了改造。
2 系統(tǒng)對變頻器控制的要求：
?。?）起動和制動性能好、快速、平穩(wěn)和準確的起動和制動。
?。?）全速范圍內(nèi)都有很好的恒轉(zhuǎn)矩性能。
?。?）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。
?。?）停車距離不得超過進料口和出料口2CM，且重物在空中停住的前后不得有“溜鉤”現(xiàn)象
?。?）提升機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大的，這也是做好單溝提升機變頻器的難點所在，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）電機的選擇
拖動主電機選用45KW起重專用變頻調(diào)速的三相異步電動機。其承載能力強；有獨立的風冷機構(gòu)，可防止電機在低頻恒轉(zhuǎn)矩運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。
?。?）VEC變頻器的選用
根據(jù)提升機的使用場合和實際中所帶負載的情況，我們應用深圳威科達科技有限公司的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)矩補償功能，可滿足吊鉤在不同負載情況下的工作；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；同時滿足電機在5-50Hz恒轉(zhuǎn)矩和50-100Hz恒功率特性，以適應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
?。?）制動方式的選擇
由于提升機對停車制動的嚴格要求，所以我們采取了能耗制動、直流制動和電磁機械制動相結(jié)合的方式。這樣可保證運動中提升機的卷筒能迅速而準確的停止，定位。另外電磁機械制動（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
提升機整個運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??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．提升機采用變頻調(diào)速的優(yōu)點
?。?）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；檢測保護性能好（威科達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。
?。?）調(diào)速質(zhì)量提高
原三速電機系統(tǒng)只有三個變化不均勻的速度，對機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1%。
?。?）延長了電磁抱閘系統(tǒng)的壽命
原拖動系統(tǒng)是在運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。
?。?）實現(xiàn)了軟啟動、軟停車，減少了機械沖擊，使運行更加平穩(wěn)可靠。
6.結(jié)束語
提升機采用變頻改造，為變頻器在起重設(shè)備上的應用提供了典范。該公司對所購產(chǎn)品都要經(jīng)過各個部門的審核進行嚴格的檢驗。該提升機設(shè)備自改造投入運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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