變頻器在調(diào)度絞車中的應(yīng)用
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位于江蘇省沛縣境內(nèi)的大屯煤電公司建立30年來，依靠倒推成本、科技創(chuàng)新等方式，始終保持旺盛的市場競爭力，成為我國煤炭行業(yè)唯一的一家自投產(chǎn)以來從未虧損過的企業(yè)。大屯選煤廠是大屯煤電公司的下屬單位之一，于1979年4月興建，1982年9月投產(chǎn)，是一座年處理能力210萬噸的礦區(qū)選煤廠。選煤廠在生產(chǎn)中采用了大量的先進(jìn)工藝和技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)在該廠得到了廣泛應(yīng)用。該廠有兩臺(tái)調(diào)度絞車，該設(shè)備是鐵路煤倉調(diào)運(yùn)鐵路車輛的專用設(shè)備，可調(diào)運(yùn)整列列車。
2 原設(shè)備存在問題
大屯選煤廠有兩臺(tái)調(diào)度絞車，該調(diào)度絞車采用雙速三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)參數(shù)為：
電機(jī)型號 ydj-45/55-4/8
額定功率 45/55kw
額定電流84.4/114.8a
額定轉(zhuǎn)速 1473/733r/min
額定功率因數(shù) 0.8
絕緣等級 b
該調(diào)度絞車在未采用變頻器前，用戶首先采用工頻45kw電機(jī)高速將鐵牛從牛棚里拉出，經(jīng)過40min拉到位，與列車車廂連接，然后裝車。采用55kw電機(jī)低速拖動(dòng)車廂，由于用戶出料口出料時(shí)多時(shí)少，絞車為配合列車裝煤，需要頻繁起動(dòng)、停止，啟動(dòng)電流比較大，接觸器的觸點(diǎn)及線圈經(jīng)常損壞，影響了列車的正常裝車。為了提高裝車效率，大屯選煤廠決定選用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的jd-bp32-90t變頻器對其調(diào)度絞車進(jìn)行變頻調(diào)速改造。改造達(dá)到了預(yù)期目的，現(xiàn)對改造方案作一介紹。
3 調(diào)度絞車變頻控制系統(tǒng)
調(diào)度絞車變頻控制系統(tǒng)設(shè)備包括變頻控制柜、plc、主操作臺(tái)。
供電電源為ac380v，50hz，三相四線制，由外部用戶開關(guān)引至變頻控制柜，內(nèi)設(shè)總開關(guān)，其額定容量根據(jù)裝機(jī)總?cè)萘窟x配，具有短路、過載、失壓等多種保護(hù)功能。
控制及信號電源為ac220v，由單相隔離變壓器供電，變頻控制柜設(shè)有風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)散熱。主電路主要有變頻器電機(jī)回路，控制回路主要有西門子plc、檢測元件、電磁閥、中間繼電器及指示燈等組成。
3.1 變頻控制柜
內(nèi)設(shè)保護(hù)變頻器的斷路器、風(fēng)光變頻器、及三相雙擲開關(guān)等。
系統(tǒng)采用山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的提升機(jī)專用變頻器，該產(chǎn)品具有較大的啟動(dòng)力矩、加速力矩和制動(dòng)力矩，電機(jī)可在四象限運(yùn)行，并且具有能量回饋單元，將制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的再生能量回饋給電網(wǎng)。本產(chǎn)品除一般變頻器所具有的過壓、欠壓、過載、短路、溫升等多種保護(hù)功能外，還具有開機(jī)連鎖保護(hù)，自動(dòng)限速保護(hù)，完全適用調(diào)度絞車要求的力矩大，頻繁啟停、頻繁加減速及四象限運(yùn)行等運(yùn)行特點(diǎn)，是礦用調(diào)度絞車變頻改造的理想選擇。變頻器上的數(shù)字輸入、數(shù)字輸出接口與plc相連，交接信息，隨時(shí)控制調(diào)度絞車的運(yùn)行速度。在變頻器中可設(shè)置加減速時(shí)間，s形速度曲線加速，可最大限度地減小啟動(dòng)過程中的機(jī)械沖擊，對調(diào)度絞車具有較高的安全性。
3. 2 plc控制柜
plc控制系統(tǒng)采用德國西門子plc，模塊化結(jié)構(gòu)，配置包含有數(shù)字輸入、輸出模塊、模擬量輸入輸出模塊、電源模塊、cpu模塊等。在本系統(tǒng)中采用西門子cpu224和模擬量模塊em232。cpu224有14個(gè)（i/o）輸入接口和10個(gè)輸出接口。模塊em232控制變頻器的運(yùn)行頻率，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。
plc輸入數(shù)字信號有：控制調(diào)度絞車運(yùn)行的正轉(zhuǎn)指令信號，反轉(zhuǎn)指令信號，停機(jī)指令信號，低速指令，中速指令，急停指令，變頻器故障復(fù)位，控制調(diào)度絞車的東限位開關(guān)信號，西限位開關(guān)信號，斷繩保護(hù)信號，變頻器故障信號。plc輸出信號有開停機(jī)信號，正反轉(zhuǎn)信號，復(fù)位，急停及各種狀態(tài)指示信號。plc的模擬量輸出信號用來控制變頻器的運(yùn)行頻率。plc通過程序?qū)斎胫噶钚盘栠M(jìn)行各種邏輯處理，轉(zhuǎn)換成一套高效執(zhí)行的控制指令，控制執(zhí)行元件，完成自動(dòng)化控制功能。
3.3 主操作臺(tái)
主操作臺(tái)裝有調(diào)度絞車運(yùn)行距離的監(jiān)控顯示，以方便司機(jī)進(jìn)行操作控制。其操作采用手柄控制方式。為不改變司機(jī)的操作習(xí)慣，仍采用原操作臺(tái)控制。
4 風(fēng)光變頻器jd-bp32-90t主要技術(shù)指標(biāo)
變頻器額定功率 90kw
額定輸出電流 170a
輸入頻率 45hz~55hz
允許電壓波動(dòng) ±20%
頻率分辨率 0.01hz
過載能力 160%連續(xù)1min 220% 1.5s
轉(zhuǎn)矩特性：啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于兩倍額定轉(zhuǎn)矩;低頻轉(zhuǎn)矩，6hz時(shí)大于1.6倍額定轉(zhuǎn)矩;直流制動(dòng)、回饋制動(dòng)等多種制動(dòng)方式。
除一般變頻器所具有的各種保護(hù)功能之外，還具有開機(jī)連鎖保護(hù)，自動(dòng)限速保護(hù)功能等，確保調(diào)度絞車安全，避免各種事故發(fā)生。
5 90kw大屯絞車接線圖
（1） 主回路接線圖：主回路接線圖如圖1所示。
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