AB變頻器在斗輪堆取料機(jī)上的應(yīng)用分析

摘 要：介紹AB公司1336PLUSⅡ系列變頻器的特性、結(jié)構(gòu)、作用及變頻技術(shù)在斗輪堆取料機(jī)中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的應(yīng)用特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了變頻器各端子的應(yīng)用及重要參數(shù)設(shè)置要求，并對(duì)回轉(zhuǎn)變頻器在日常工作中出現(xiàn)的故障進(jìn)行總結(jié)，提出解決措施。

關(guān)鍵詞：AB變頻器；供料設(shè)備；斗輪堆取料機(jī)；回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

變頻技術(shù)是先進(jìn)的電力技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)合二為一的高效節(jié)能技術(shù)。日照鋼鐵廠機(jī)械化焦場(chǎng)斗輪堆取料機(jī)懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)調(diào)速的驅(qū)動(dòng)控制。

一、變頻器堆取料機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

堆取料機(jī)作為焦、煤場(chǎng)的堆、取料移動(dòng)設(shè)備，斗輪堆取料機(jī)的懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用傳統(tǒng)的全壓工頻驅(qū)動(dòng)裝置，懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)不能根據(jù)負(fù)荷側(cè)堆、取量來(lái)調(diào)整回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，造成電能嚴(yán)重浪費(fèi)及降低設(shè)備壽命，增加維修費(fèi)用。當(dāng)采用變頻器拖動(dòng)回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)時(shí)以上問(wèn)題均可迎刃而解。

二、變頻器特性及結(jié)構(gòu)分析

該機(jī)構(gòu)選用AB公司的1336PLUSⅡ系列1366E-B030-AA-EN變頻器，它采用最新的IGBT功率模塊和高級(jí)的控制算法，以提供任何速度下的平穩(wěn)性能，超長(zhǎng)的轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)低噪聲、高效率地運(yùn)行。變頻器結(jié)構(gòu)上利用分層母排、平面結(jié)構(gòu)和靈活的IGBT技術(shù)組件結(jié)構(gòu)。具有自動(dòng)節(jié)能器監(jiān)視變頻器電流的功能，與設(shè)置變頻器的滿載電流相比較，在空載時(shí)當(dāng)送給電動(dòng)機(jī)的實(shí)際電流小于編程設(shè)置的過(guò)載電流時(shí)，變頻器將自動(dòng)地降低輸出電壓，減小了輕載時(shí)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流，從而減少了消耗的功能。

變頻器由主回路和控制回路兩部分組成，在主回路中，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出信號(hào)進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電?？刂苹芈吠瓿蓪?duì)主回路的控制，以及對(duì)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU和一些相應(yīng)的電壓、電流檢測(cè)回路的控制。變頻器的控制方式為PWM正弦曲線控制方式，即動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩矢量控制方式，由控制系統(tǒng)高速計(jì)算電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需功率、最佳控制電壓和電流矢量，最大限度地發(fā)揮電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的作用。

三、變頻技術(shù)在斗輪堆取料機(jī)中的使用特點(diǎn)

回轉(zhuǎn)變頻器有全自動(dòng)、手動(dòng)和定速運(yùn)行三種控制方式。在斗輪堆取料機(jī)司機(jī)室內(nèi)可監(jiān)視回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方自動(dòng)或手動(dòng)操作，也可直接通過(guò)變頻器鍵盤(pán)面板或外部通信接口進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行操作。

變頻器具有低速軟啟動(dòng)功能，可平滑地大范圍調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，根據(jù)料量的多少將懸臂回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)至最佳?？刂品绞讲捎脽o(wú)速度傳感器的矢量控制，變頻器與斗輪堆取料機(jī)PLC進(jìn)行速度控制信號(hào)交流的基本回路為0～10V直流模擬回路，當(dāng)速度控制信號(hào)輸入變頻器時(shí)，將改變變頻器的輸出頻率，即改變回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻器的U/f控制技術(shù)、可根據(jù)煤量調(diào)節(jié)輸出電壓的節(jié)能操作和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速隨懸臂轉(zhuǎn)矩平滑補(bǔ)償控制功能，均能體現(xiàn)斗輪堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻技術(shù)穩(wěn)定、可靠的節(jié)能性。

斗輪堆取料機(jī)其他電氣設(shè)備的工頻啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊是不可避免的，而回轉(zhuǎn)變頻器的瞬時(shí)低電壓耐受功能，使斗輪堆取料機(jī)在電壓由額定電壓降至310 V時(shí)仍能繼續(xù)運(yùn)行，降低至310 V以下時(shí)能繼續(xù)運(yùn)行15 ms，盡可能地確保懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均勻、連續(xù)地進(jìn)行堆、取料作業(yè)。

回轉(zhuǎn)變頻器的過(guò)載能力極強(qiáng)，當(dāng)過(guò)載電流達(dá)到150% 額定輸

出電流時(shí)，延時(shí)1 min動(dòng)作；達(dá)到180%額定輸出電流時(shí)，延時(shí)0.5 s動(dòng)作。在堆、取料過(guò)載或塌方等情況下，可有效地對(duì)回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)及機(jī)械設(shè)備進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，另外對(duì)回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)還有過(guò)電流、接地、保險(xiǎn)熔斷、過(guò)電壓和過(guò)熱保護(hù)等作用。

四、變頻器各端子的應(yīng)用及重要參數(shù)設(shè)置

AB變頻器在回轉(zhuǎn)控制中端子應(yīng)用：

1.電源端子TB1：用于接入三相交流電源及輸出到電機(jī)的電源。

2.運(yùn)行命令：通過(guò)變頻器的電路板TB3上的數(shù)字I/O端子19-22實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的左右回轉(zhuǎn)命令。

3.速度給定：通過(guò)電路板TB2的標(biāo)準(zhǔn)模擬量端子1-5實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)速度的無(wú)級(jí)變速功能。

4.故障反饋：通過(guò)設(shè)置，由電路板TB2的數(shù)字輸出端子13-15輸出故障信號(hào)，與其他設(shè)備進(jìn)行連鎖，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

5.控制模式切換：通過(guò)外部繼電器的狀態(tài)來(lái)對(duì)回轉(zhuǎn)速度的控制模式進(jìn)行切換，KA416吸合，回轉(zhuǎn)處于定速狀態(tài)；KA416斷開(kāi)，回轉(zhuǎn)速動(dòng)控制轉(zhuǎn)為變速狀態(tài)。靈活地為回轉(zhuǎn)提空了良好的控制性能。

6.重要參數(shù)設(shè)置：

五、變頻器常見(jiàn)故障及解決方案

1.故障顯示：當(dāng)發(fā)生故障時(shí)LCD通過(guò)顯示一個(gè)與故障有關(guān)的簡(jiǎn)短的文本語(yǔ)句來(lái)描述故障，并提示故障代碼。

2.故障復(fù)位：當(dāng)沒(méi)有徹底解決當(dāng)前故障時(shí)嚴(yán)禁盲目復(fù)位，否則可能會(huì)造成不必要的事故。其故障復(fù)位主要分為以下兩種：

（1）當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障后只要重新給變頻器通上電就可清除變頻器故障。

（2）將變頻器參數(shù)設(shè)置“故障清除模式”設(shè)置為“使能”，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)通過(guò)外部接線使變頻器接受一個(gè)有效的停止命令即可。通過(guò)第二種方式可以及時(shí)處理一般性故障，縮短故障處理時(shí)間。

3.故障及處理方式：

（1）電源掉電故障F03

處理方法：變頻器運(yùn)行中如果直流母線電壓降至正常值的85%以下，而且超過(guò)500毫秒，報(bào)此故障。主要原因是滑線供電方面出現(xiàn)間斷，通過(guò)在堆取料機(jī)電源滑線上加裝雙滑刀供電，極大地減少了故障的出現(xiàn)。

（2）過(guò)電壓故障F05

處理方法：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)的是臂皮帶，所以受大風(fēng)環(huán)境影響的問(wèn)題較大，當(dāng)回轉(zhuǎn)速度調(diào)節(jié)過(guò)快或受順風(fēng)影響時(shí)會(huì)出現(xiàn)負(fù)反饋現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)再生電壓造成電壓過(guò)高。通過(guò)調(diào)整回轉(zhuǎn)電機(jī)最大頻率的限制和加大減速時(shí)間，可順利解決此故障。

（3）過(guò)載故障F07

處理方法：此故障屬常見(jiàn)故障，主要由機(jī)械方面出現(xiàn)卡堵造成，出現(xiàn)此問(wèn)題后重點(diǎn)檢查現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械有無(wú)卡阻，通過(guò)手動(dòng)盤(pán)車來(lái)進(jìn)行確認(rèn)。

（4）電位器開(kāi)路故障F09

處理方法：由于速度調(diào)節(jié)選擇的是外部電位器，所以當(dāng)電位器外部公共端子開(kāi)路后，電位器引線間的電壓大于3.9V時(shí)變頻器報(bào)此故障。解決措施是更換電位器，將電位器引出線連接方式由插件連接改為采用焊錫焊接方式，杜絕此故障發(fā)生。

（5）過(guò)電流故障F12

處理方法：在瞬時(shí)值電流跳閘中檢測(cè)到電流過(guò)高報(bào)此故障。主要原因是機(jī)械卡死或是回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)報(bào)閘損壞。

通過(guò)多年的使用，AB變頻調(diào)速技術(shù)在煉鐵廠機(jī)械化焦場(chǎng)斗輪堆取料機(jī)懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的成功應(yīng)用，是一種穩(wěn)定、可靠的節(jié)能技術(shù)，它使設(shè)備維護(hù)工作量減少，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，確保原料儲(chǔ)存供應(yīng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，為高爐順產(chǎn)提供了堅(jiān)實(shí)的保障。

作者簡(jiǎn)介：王杰 男（漢族），河北省衡水市人，主要從事煉鐵電氣、自動(dòng)化設(shè)備維護(hù)工作。

編輯 楊兆東