斗式提升機(jī)電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化

李云雙

（東北大學(xué)設(shè)計研究院（有限公司），沈陽 110013）

在氧化鋁廠通常采用斗式提升機(jī)對砂狀氧化鋁進(jìn)行提升和運輸，所以，在電氣設(shè)計中選擇斗式提升機(jī)的啟動和控制方式非常重要。隨著設(shè)備大型化，斗式提升機(jī)功率也在不斷增大，在電氣設(shè)計中采用更加合理的啟動和控制方式，對于斗式提升機(jī)整體性能的提高起到了關(guān)鍵作用。

1 傳統(tǒng)電氣控制方式

斗式提升機(jī)傳統(tǒng)是采用直接啟動方式，啟動電流是額定電流的5～7倍，由于啟動電流很大，對斗式提升機(jī)的機(jī)械部件沖擊很大，經(jīng)常會出現(xiàn)機(jī)械部件的損壞，從而導(dǎo)致現(xiàn)場維修工作量增大，還需要經(jīng)常更換機(jī)械部件。在控制上，采用繼電器對斗式提升機(jī)只是單一的啟?？刂?，設(shè)置保護(hù)也不全面，當(dāng)出現(xiàn)故障時不能快速停機(jī)。

2 變頻調(diào)速控制方式[1-2]

對斗式提升機(jī)采用變頻器進(jìn)行啟動控制，可以實現(xiàn)全頻率范圍內(nèi)的恒轉(zhuǎn)矩控制和無級平穩(wěn)加減速，提高了系統(tǒng)的安全水平。同時，用軟件代替繼電器實現(xiàn)提升速度控制，減少了設(shè)備維護(hù)工作量。

2.1 斗式提升機(jī)采用變頻調(diào)速的優(yōu)點

（1）啟動電壓范圍變寬：可以滿足±20%的啟動電壓范圍，應(yīng)付大功率、長距離電機(jī)的啟動電壓降。

（2）控制性能大幅提高：可以實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩提升，不會因為電壓波動影響斗式提升機(jī)的正常運轉(zhuǎn)。

（3）負(fù)載能力增強(qiáng)：由于啟動力矩大，能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)的軟啟動。

（4）可以實現(xiàn)電機(jī)無級調(diào)速：加、減速過程平滑，電流沖擊小，降低了機(jī)械沖擊的強(qiáng)度。

（5）現(xiàn)場控制方式靈活：易于與外部控制設(shè)備接口相結(jié)合。

（6）運行安全穩(wěn)定：采用能耗制動、回饋制動等方式，將再生能量回饋給電網(wǎng)，解決位能負(fù)載在快速、減速和急停時的再生發(fā)電能量處理問題。

在治療期間所有患者禁止食用難以消化、油膩性、刺激性的食物,對照組患者采用常規(guī)藥物治療,即口服嗎丁啉,10mg/次,一天三次[2]。研究組患者加強(qiáng)針刺穴位治療,其具體如下:取雙側(cè)四縫穴,位置在第二到第五指掌面,第一、二節(jié)橫紋中央。用五號、六號注射針頭,左手扶住手指,刺手快速點刺。點刺深淺根據(jù)年齡、體質(zhì)決定,刺后用雙手?jǐn)D出少許血液或淋巴液即可。取坐位,雙手伸開,常規(guī)消毒,將五號、六號注射針頭,垂直、快速的刺入穴位,快速起針,不用留針。

（7）在低速段運行時節(jié)能效果明顯。

2.2 變頻器的選擇

用于氧化鋁提升和運輸?shù)亩肥教嵘龣C(jī)電機(jī)功率通常為鼠籠式異步電動機(jī)，相應(yīng)地可選用英威騰IPE200四象限單傳動重載變頻器，為避免諧波影響在變頻器前需要串聯(lián)輸入電抗器，為補(bǔ)償分布電容的影響在變頻器后需要串聯(lián)輸出電抗器。

2.3 IPE200四象限單傳動重載變頻器

IPE200四象限單傳動重載變頻器采用IGBT作為主回路功率器件，由微處理器實現(xiàn)全數(shù)字化控制，其控制軟件專門為提升機(jī)、皮帶輸送機(jī)等負(fù)載設(shè)計，可以設(shè)置多種參數(shù)以滿足在不同工況下運行的需要，具有以下特點。

（1）控制方式：無PG矢量控制、有PG矢量控制、V/F控制。

（2）起動轉(zhuǎn)矩：有PG矢量控制時，OHZ輸出200%額定轉(zhuǎn)矩；無PG矢量控制時，0.5Hz輸出150%額定轉(zhuǎn)矩，滿足重載起動的要求。

（3）過載能力：150%額定電流過載時間60s，180%額定電流過載時間10s，200%額定電流過載時間1s。

（4）自動電壓調(diào)整：自動保持輸出電壓恒定。

（6）采用國際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議。（7）多種運行控制及保護(hù)功能。

3 電氣控制系統(tǒng)優(yōu)化[3]

3.1 電機(jī)控制方式的優(yōu)化

對斗式提升機(jī)采用IPE200四象限單傳動重載變頻器進(jìn)行啟動和控制，減小了啟動電流，使啟動速度平穩(wěn)，能夠保障遠(yuǎn)距離、大容量斗式提升機(jī)的軟啟動和軟停車。

電動機(jī)控制采用集中和分散相結(jié)合的控制方式，既可實現(xiàn)在斗式提升機(jī)的上部和下部分別進(jìn)行啟停控制，又可實現(xiàn)PLC集中控制。在斗式提升機(jī)啟動前設(shè)置預(yù)警電鈴，對周圍的人員進(jìn)行預(yù)警，在響鈴15～30s后，再對斗式提升機(jī)進(jìn)行啟動。同時，也將電機(jī)的手/自動信號、運行信號、故障信號、備妥信號以及各種安全保護(hù)信號送至PLC進(jìn)行集中監(jiān)測。

3.2 對配套保護(hù)裝置的優(yōu)化

為保證斗式提升機(jī)安全可靠地運行，需要對斗式提升機(jī)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置，并接入電氣控制系統(tǒng)。

3.2.1 堵料開關(guān)

在溜槽上安裝干簧管，正常工作時，干簧管緊靠磁鐵，干簧管閉合，常閉點控制接觸器線圈吸合。當(dāng)發(fā)生堵料時，磁鋼離開干簧管，干簧管斷開，斗式提升機(jī)被閉鎖停機(jī)。

3.2.2 速度檢測

在提升機(jī)尾輪軸的軸心安裝一個接近開關(guān)，用來檢測斗式提升機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證啟動時快速達(dá)到相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速；正常工作時，如果檢測到轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速，就會及時報警停車。

（3）跑偏開關(guān)

料斗帶跑偏極易引起料斗與機(jī)筒的撞擊和料斗帶的撕裂，當(dāng)發(fā)生時應(yīng)立即停機(jī)，排除故障。斗式提升機(jī)設(shè)置二級跑偏開關(guān)，一級跑偏用于報警，二級跑偏用于停機(jī)。

4 結(jié)語

在斗式提升機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中，為提高電動機(jī)的啟動和運行性能，采用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行啟動和控制，降低了斗式提升機(jī)機(jī)械部件損壞和維護(hù)工作量，保障了斗式提升機(jī)的安全、可靠運行，同時提高了氧化鋁廠的生產(chǎn)效率。