廢物庫整備間防護門電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

余 峰，杜 雙，羅 欣

中國核動力研究設(shè)計院，四川成都 610005

廢物庫整備間防護門電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

余 峰，杜 雙，羅 欣

中國核動力研究設(shè)計院，四川成都 610005

本文介紹了廢物庫整備車間防護門電氣控制系統(tǒng)的組成與工作原理。該系統(tǒng)利用變頻器將電動機減速后驅(qū)動防護門，完成門的開閉動作。文中還介紹了設(shè)計中電動機的選型計算和變頻器調(diào)速的考慮。

防護門；電動機；變頻器；電氣控制

廢物庫屬配套設(shè)施，存放了核設(shè)施運行、檢修活動中所產(chǎn)生的低、中放射性固體廢物。為使回取的廢物得到及時的整備和處理，新建整備車間和改造暫存庫備用間，防護門是阻擋整備車間內(nèi)放射性輻射的重要安全屏障。

因為防護門的下方有廢物運輸小車的運行軌道，且受空間限制，不能將門設(shè)計為平開旋轉(zhuǎn)式。故將防護門設(shè)計為懸掛式側(cè)推防護門，利用電動機驅(qū)動防護門在軌道上勻速滑行以完成門的正常開或關(guān)。由本系統(tǒng)實現(xiàn)對電動機及門的控制。

1 設(shè)計要求

1）當防護門打開或關(guān)閉到極限位置時，應(yīng)自動停止。

2）防護門在開或關(guān)時，可以根據(jù)需要令其停在中間的任意位置。

3）防護門應(yīng)在20s內(nèi)完全開啟或關(guān)閉。

4）為安全考慮，系統(tǒng)設(shè)計時必須有聯(lián)鎖功能。

5）方便工作人員的操作和設(shè)備檢修。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1設(shè)計方案

1）變頻器的使用。變頻器和交流電機構(gòu)成的可調(diào)速傳動稱為變頻器傳動，且變頻調(diào)速容易實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)。同時實現(xiàn)了電機的軟啟動，并具有很好的節(jié)電效果。變頻器具有過流、過壓、欠壓、缺相等多種保護，能很準確的檢測，且自動采取相應(yīng)措施保護電機等設(shè)備，對整個系統(tǒng)的安全運行提供了可靠保障。

2）停運方式。本系統(tǒng)運行設(shè)置有手動停止和自動停止兩種方式。設(shè)置手動控制按鈕，可以使門根據(jù)操作人員需要?？吭谲壍郎系娜我馕恢茫蛔詣油Ｖ褂上尬婚_關(guān)來完成，為了使門在開閉完成時自動停止，在其極限位置安裝限位開關(guān)，且與機械工藝的緩沖裝置形成可靠的限位作用。

3）電氣連鎖與運行指示。在系統(tǒng)內(nèi)利用繼電器實現(xiàn)電機正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控制功能，確保系統(tǒng)安全運行。同時使用紅綠指示燈對防護門的運行和停止進行狀態(tài)的顯示，為操作人員提供便利。

2.2系統(tǒng)組成

根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出的防護門的電氣控制圖見圖1所示。它可以分為電動機主回路和控制回路。電動機主回路由斷路器、變頻器、電動機組成，控制回路由繼電器、自復(fù)位按鈕、指示燈、限位開關(guān)和熔斷器組成。

圖1　防護門電氣控制系統(tǒng)

電動機主回路中,斷路器是防護門電氣控制電路的總開關(guān)。變頻器控制電動機的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)，同時，由變頻器改變供電電源頻率來控制電機的轉(zhuǎn)速以滿足電機的減速驅(qū)動要求。

2.3系統(tǒng)工作原理

當操作人員到達現(xiàn)場后，首先將電動機主回路中的斷路器合上，此時紅燈亮，按下開門按鈕，繼電器得電，同時其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，因而開門控制電路閉合，電動機正轉(zhuǎn)，紅燈滅，綠燈亮，門向左滑行打開。同時，繼電器的常閉觸點將關(guān)門控制電路斷開。當門滑行觸動左限位開關(guān)時，控制電路斷開，繼電器失電，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，此時電動機停轉(zhuǎn)，綠燈滅，紅燈亮，門完全打開。

在門正常開或者關(guān)的過程中，操作人員可以根據(jù)需要按下停止按鈕，以中止門的滑行動作。

2.4主要設(shè)備選型

1）電動機的選型。合理選擇電動機是正確使用電動機的先決條件，為了實現(xiàn)變頻調(diào)速要求，選用三相交流異步電機。防護門的基本參數(shù)：外形尺寸：，門板厚為，主要材料為灰鑄鋼，其重量為

防護門是由驅(qū)動電機帶動懸掛于軌道上的驅(qū)動輪，由驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動運行來帶動門的左右運動。所以，根據(jù)門的重量來確定驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，由驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩來計算驅(qū)動電機的負載功率。選定最小功率至少為

2）變頻調(diào)速器的選型。因本設(shè)計中使用的變頻器無特殊要求，采用通用變頻器，綜合考慮負載電機額定電流與額定參數(shù)，選用了型號為的富士變頻器。

3 結(jié)論

廢物庫整備間防護門電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，利用變頻器控制電動機，解決了受場地限制，不便設(shè)置電機減速器的問題。同時，還具有靈活設(shè)定門的移動速度的優(yōu)勢。由于變頻器的使用，還起到了對電機進行全面保護的作用。本系統(tǒng)具有安全、可靠、簡單、經(jīng)濟的特點。

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A

1674-6708（2016）171-0215-01

余峰，中國核動力研究設(shè)計院。杜雙，中國核動力研究設(shè)計院。羅欣，中國核動力研究設(shè)計院。