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1、行车变频改造方案 - 淮北市热电 #1、#2行车变频改造方案 史拥军 2023年3月8日 淮北市热电 #1行车变频器与PLC控制改造方案 1 引言 我公司#1行车是5T桥式抓斗行车，由操作台、运行机构和桥架组成的。运行机构是由三个根本独立的拖动系统组成： 1、大车拖动系统。拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动以操作者的 坐向为准，大车的行走由2 台11kW绕线电机牵引。 2、小车拖动系统。拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。小车的行走由1台3.7kW的绕线电机牵引。 3、抓斗吊拖动系统。拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合运动。抓斗的升降绳和开闭绳各由1套卷扬机构操纵，卷扬机构的驱动
2、电机为2台30kW绕线电机。 抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。在抓斗的使用过程中存在以下问题： 1由于采用转子串电阻的方法调速，机械振动大，行车不稳定，定位困难，抓斗摆动严重，容易造成机械设备的损坏。转速随负荷变化，调速效果差，所串电阻因长期发热而使电能消耗较大，效率较低。 2抓斗的电机采用绕线电机，经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热，造成维护量大。另外，操作员在抓斗定位时，经常打反车，使电机产生过载现象，影响电机的使用寿命。 3由于抓取搬运工作的间隔 较近，电机处于频繁启动及变速状态，控制电机的时间继电器和交流接触器处于频繁动作状态，电气元件容易损坏。 4在抓取原煤后提
3、升时，难以保证升降绳与开闭绳均匀受力，严重影响钢丝绳的使用寿命。 交流变频器调速已广泛应用到许多领域，而PLC可以实现输入、输出信号的数字化，利用编程能实现多种功能，由二者配合构成的数字控制系统，可大大改善原有的控制系统的功能，也可以解决桥式抓斗故障率高的问题。 2 #1行车变频加PLC控制改造预期评估： 1 采用变频器及PLC对#1行车改造。控制系统由于省去了切换转子电阻的交流接触器、串联电阻等电气元件，电气控制线路大为简化。行车启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少了负载波动，平安性大幅进步。 2 采用PLC代替原来复杂的接触器、继电器控制系统，电路实现了无触点化，故障率大大降低。
4、 3 采用变频调速，机械特性硬，负载变化时各档速度根本不变。轻载时也不会因操作不当而出现失控现象。变频器还可根据现场情况，很方便地调整各档速度和加减速时间，使吊车操作更加灵敏迅速。采用变频调速同时也实现了电机的软起动， 防止了机械受大力矩冲击的损伤和破坏， 减少了机械维护及检修费用，进步了设备的运行效率。 4 采用变频调速后，电机可以在根本停住的情况下进展抱闸，闸皮的磨损情况将大为改善。 5 由于用鼠笼电机取代了绕线电机，消除了电刷和滑环经常出的故障。 6 节能效果好。绕线电机在低速运行时，转子回路的外接电阻消耗大量的电能，采用变频调速系统后，可以节约外接电阻消耗的大量电能。 7 采用了变频调
5、速系统后，调速精度可达1%，且调速平稳。 3 改造方案 3.1 采用PLC进展系统控制 将#1、#2行车外围电控设备输入信号接入PLC的I/O模块，同时根据#1、#2行车实际工况对PLC进展合理编程。控制原理图如图1所示。 图1 #1、#2行车变频控制原理框图 1PLC具有闭锁启动功能，行车操作工在启动设备前必须把主令控制器全部切至零位和行车的进出门的门限开关到位，才能接通主电。操作主令开关上有状态指示灯，通过指示灯的闪烁频率来显示各种故障状态。 2抓斗提升和开闭操作有钢丝绳高限位保护，大车、小车有行程开关保护，各个设备的保护动作只影响设备本身的动作。 3所有的变频器的故障信号都接入PLC，大
6、车的变频器有故障信号，大车就不能动作。其它的变频器出现故障只影响设备本身的动作。 4抓斗提升与下降、闭合和开启以及小车前行和后退、大车左行和右行有操作互锁。 5大车、小车速度的档位切换，可实现平稳切换。 6制止行车操作工利用打反车来对大车和小车进展定位。 7实现提升绳和开闭绳的自动追速功能。 3.2 电机的改造 用变频器调速替代原有的串电阻调速方式,电机改造为鼠笼电机,取消原有串电阻调速的外围电路的时间继电器与交流接触器。#1行车大车的两台电机改造成11kW的鼠笼电机，小车的电机用3.7kW也改造成鼠笼电机，开闭和升降电机都用30kW的鼠笼电机原电机改造。#2行车大车的2台电机改造成7.5kW
7、的鼠笼电机，小车的电机改造成2.2kW鼠笼电机，开闭斗和升降电机同#1行车 改造方法：绕线电机可以改装为一般鼠笼电机方法是：将绕线转子的三根出线并到一起，用绝缘带包好，在定子绕组上通上三相交流电就可以使用了。电接线一样，绕线式转子是绕组，引出的三根线外接电阻，通过调节电阻值大小可以调节电机转速。鼠笼式的是铝条，只能工作在一个转速下，不能调整速度 3.3 变频器的应用 变频器启动电机为软启动，同时大车的两台行走电机可通过变频器将两台电机并联同步动作，从而使大车运行振动减小，运行平稳，定位准确，在开闭和升降的控制变频器的程序里设置。当变频器的输出力矩到达设定值时，机械抱闸方可翻开。另外，在抓斗运行的过程中，开闭变频器或升降变频器出现故障，第 6 页 共 6 页
行车变频改造方案
