冀东水泥(烟台)有限责任公司 山东烟台 265506
2.身份证号码:3707291973***30732 山东日照 276800
摘要:石灰石取料机耙车是水泥生产线中重要的设备,电动机的启动方式对整个系统影响较大。通过对耙车电动机控制方式改造,比较几种启动方式,选取由直接启动变为变频启动,能保证设备可靠运行,经济效益可观。
关键词: 直接起动 变频器 起动转矩
我公司石灰石取料机型号为JQG-900.39是由唐山市路南区永兴机械厂生产,它承担着我厂每天的12000T石灰石转运工作,供给原料磨使用。取料机耙车启动方式为电气直接启动。它是将电动机的定子绕组直接接入市电电源,在额定电压下起动。改造前取料耙架驱动电机功率是55kw额定转速980r/min,额定电流为105A,电机通过液力偶合器与减速机连接,电气主回路通过两个3TF50接触器交替控制做往返运动取料,直接启动时启动电流为350A(运行电流为50A),由于带负载直接启动,刚开始时启动电流大,电机转速低,启动转矩较小,当启动转矩大于反抗转矩后,电动机的转速已接近于额定转速。这就要求负载转速在很短的时间内跟上电机的转速的步伐,势必对机械设备冲击非常大,所以大车行走支架与大车箱体连接处经常开焊,箱体紧固螺栓也经常切断,机械维护量很大。由于晃动严重,滑刀不定时跳出滑线轨道,以上故障导致设备不能连续可靠运行。在运行的四年中,几乎每月都需要定期更换箱体螺栓及对箱体进行焊接维护。并且电机取料时频繁做往返直接启动,启动电流高,电机绕组发热量大,表面温度在85℃左右,大大降低电机的绕组的使用寿命。由于液力偶合器也频繁的正反转,油的品质不好后,易熔塞中低熔点的合金很容易熔化,导致液力偶合器会出现喷油现象,并且油需要定期更换。
鉴于全压直接起动对电网冲击影响同一线路上的电气设备,以及对所连接的机械的剧烈冲击等诸多不利之处,决定改变耙车电机启动控制的方式。
(1)y-δ起动 对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说,如果在起动时将定子绕组接成星形,待起动完毕后再接成三角形,就可以降低起动电流,减轻它对电网的冲击。这样的起动方式称为星三角减压起动,或简称为星三角起动(y-δ起动)。采用星三角起动时,起动电流只是原来按三角形接法直接起动时的1/3。在星三角起动时,起动电流才2—2.3倍。这就是说采用星三角起动时,起动转矩也降为原来按三角形接法直接起动时的1/3。适用于无载或者轻载起动的场合。由于耙车启动时带重载启动,故该方法不合适。 (2)软起动器 这是利用了可控硅的移相调压原理来实现电动机的调压起动,主要用于电动机的起动控制,起动效果好,但是启动转矩也较小,不适用大型重载设备的启动 (3)变频器启动 1.可以减少对电网的冲击,不会造成峰谷差值过大的问题。
2.可以加速功能可控,从而按照用户的需要进行平滑加速。
3.电机的和设备停止方式可控,使整个设备和系统更加安全,寿命也会相应增加。
4.控制电机的启动电流,充分降低启动电流,使电机的维护成本降低。
5.可以减少机械传动部件的磨损,从而降低采购成本,同时可以提高系统稳定性。
6.降低了电动机启动电流,提供更可靠的可变电压和频率。
7.有效的减少了无功损耗,增加了电网的有功功率。
8.优化工艺过程,并能根据工艺过程迅速改变,还能通过远控PLC或其他控制器来实现速度变化。
9.多重保护使变频器高度智能化,不仅能保护自身的安全正常使用,也大大保护了前后级设备的安全运行。
综上三种启动方式的启动方式,最终选择启动可靠,低频启动转矩大,控制灵活的变频的控制方式。
为降低改造成本,保留原电机的基础上,去掉液力偶合器改为对轮直接连接,把原来的直接启动的耙车电机采用型号ACS550-01-125A-4变频器交变宏控制。使用变频器控制,可以满足低转速高转矩,让电机转速与耙车的运动几乎近于同步,避免了高转速动力突加在负载上,这样大大减少机械冲击,达到一个柔性控制。
变频器主要参数设置
序号 名称/值 | 描述 | Def/FbEq | |||||||||||||||
9902 | 正向启动和反向启动的交变宏 | 3 | |||||||||||||||
9904 | 无传感器矢量控制模式 | 1 | |||||||||||||||
1001 | 通过数字输入DI1和DI2发出启动停机和转向命令
| 9 | |||||||||||||||
1002 | 未选择 | 0 | |||||||||||||||
1003 | 允许用户控制转向 | 0 | |||||||||||||||
1106 | 模拟输入AI2 | 2 | |||||||||||||||
1201 | 无恒速使用 | 0 | |||||||||||||||
1401 | 变频器备妥 | 1 | |||||||||||||||
1402 | 变频器故障 | 4 | |||||||||||||||
1501 | 转速 | 102 | |||||||||||||||
1601 | 允许变频器不需要连接外部允许运行信号就可以启动 | 0 | |||||||||||||||
2202 | 加速时间 | 6s | |||||||||||||||
2203 | 减速时间 | 6s | |||||||||||||||
3401 | 选择控制盘在输出模式下第一个要显示的信号 | 102 |
改造后效果:改造完成后运行一年来,耙车启动平稳,对机械设备的冲击大幅降低,并且启动电流由原来的350A降为现在的50A左右,电机发热量明显降低的同时,还起到节能降耗的作用。整个系统的电压质量得以提升,不再使用液力偶合器后,该设备维护成本及备件费用大为降低,解决了整条生产线的一个瓶颈问题,为连续生产提供了保障。
参考文献
1顾绳谷《电机及拖动基础》机械工业出版社1980版
2 ABB变频器手册