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天车自动化节能改造的分析研究

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摘 要:加强对天车使用和维护具有十分必要的作用,因为天车的电力消耗较大,设备发生的故障率更高,其中的电器配件的损耗也非常大,更容易产生问题。所以,对天车电气控制系统遇到的问题进行解决,是当前重点研究的项目。

关键词:天车;自动化;节能;改造

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.014

天车作为一种桥式起重机,是工业生产过程中的主要设备,主要执行起吊、放下以及搬运等工作。在实际应用过程中,不仅能促进生产效率的提升,也能改变人工工作模式。天车设备的组成部分为大车、小车、减速机、电动机等,在安全运转和工作中,不仅能达到稳定生产,也能避免给工作人员安全带来伤害。

1 天车容易产生的故障原因

天车容易出现的故障原因多表现在四个方面。第一,在天车的升降、大车和小车启动期间,由于停止较快,在惯性负载作用下,存在较大的机械冲击力,无法延长设备的使用寿命。并且,人员的操作失误,自身具备的安全意识较差等,都影响了设备的安全、稳定运行。第二,天车使用的电动机容量较大,其具备的较大电流受到电网的冲击,需要在额定转矩下工作,从而带来严重的电能浪费现象。第三,天车在实际工作中,每天需要经过大量搬运,基于对元件交流接触器的控制,将电动机断开,给予串接电阻,但该流程较为复杂。并且,在较大的电流状态下,其中的触头和线圈等容易被损害,周边的工作环境更恶劣,在转子回路串接电阻中,受到灰尘、设备振动的影响等,都将带来明显的损坏和断裂现象,从而引起较大的设备故障,需要的维修工作量也更大。第四,操作人员进行反复操作,期间产生较大电流,无法保证电器元件、电动机应用寿命的提升[1]。

2 天车控制系统的改进分析

(1)拖动系统的改造。对电动机类型科学选择。一般情况下,给电动机提出的要求较高,需要在期间利用专业使用的变频笼型转子异步电动机。原有的设备系统多使用的为绕线的异步电动机,能在短接转子回路下应用。还需要调速方法实施改造,基于当前较为先进的系统,如:矢量控制的变频调速系统,在一定变频后,通过转速能达到分级控制,也能在低级到高级之间进行转换,保证电动力的所有转速都能实施有效控制。还需要执行制动方式的改造分析,因为对制动方式进行改造期间,不仅要达到整体的自动化控制,还要避免其突发事件的产生。因此,在实际改造中,利用再生制动、直流制动等方式进行结合,将确保其发展意义的发挥和实现。在这种方法下,如果重物停留在半空中,当电磁制动系统断电的的时候,重物也将静止。在使用变频器系统的时候,通过再生制动和直流制动,也能确保起重机速度的准确性。

(2)变频调速系统的改造。在对天车系统的运行模式实施改造的时候,其关键点为防止溜钩。在具体工作中,需要给予多个方面的改造分析。当将电磁制动器通电0.6秒的时候,发现变频器早期产生停止输出现象,将带来明显的溜钩。如果电磁制动器抱闸,这时候不会发现变频器输出,但也要在一定程度上,避免跳闸出现错误动作。具体控制工作中,首先,当重物在空中停止的时候来控制,将起始频率设为5赫兹,如果变频器的工作频率下降到5赫兹,发现变频器输入的信号为频率达到,在这种情况下,发现制动电磁器的指令为断电。如果发现5赫兹的情况下持续时间在0.8秒,制动电磁铁的时间较高。在0.8秒经过后,这时候发现变频器的赫兹下降到0,期间,也说明天车的电动机已经停止运行。然后,重物的升降过程,将初始的升降频率设为5赫兹,在变频器实际工作前期,其中的天车电动机不需要工作。在工作频率已经达到5赫兹的时候,这时候变频器开始,并对其存在的电流进行检测,将电流的时间设定好为0.3秒。发现发现变频器输出的电流大,这时候要马上给予电磁铁通电。在具体操作过程, 也要给予升降初期频率的设定,将维持时间设定为0.8秒,将其作为所有的时间[2]。

(3)零速全转矩功能和直流制动励磁功能。零速全转矩功能,是将变频器的速度设立为0,保证电动机运行的时候存在较大转矩。在该发展下,能保证起重机的升降运动速度,将其停留。也能在电磁制动器应用下,避免溜钩现象的产生。直流制动励磁功能的应用,主要是在起动前期,执行自动化工作,保证电动机具备较大的转矩,维护起重物的停留状态,也能避免电磁制动器在释放期间的溜钩现象。

(4)变频调速控制系统。其中的大车和小车的组成部分为电动机、变频器等。电动机为7.5kW,变频器为20kW。对于其中的制动单元、制动电阻等,也能在起重物下降的时候,产生电能,尤其是在变频器外接单元、制动电阻都将消耗。在对变频器实际选择期间,可以使用西门子440,保证能达到有效的变频器异步电动机调速工作。结合异步电动机的额定电流以及实际的电动机状态,为其选择出变频器。

(5)设定变频器参数。主钩变频器,要对其多段速度进行设定,其中,可以确定为50赫兹、20赫兹、5赫兹等。并在不同方式下按照中高低速设定[3]。

(6)可编程序控制器。在天车自动化节能系统中,利用西门子公司系列的PLC,能在一定条件下按照输入的控制信号、控制程序等,达到信号的产生,保证起重机内各个情况的协调发展,维护起重机的实际工作状态。对于PLC控制系统的应用,也可以使用ST-300梯形语言,达到编程的優化设计。

(7)实施控制电路改造。在对天车进行控制期间,可以对手柄开关进行控制,保证各个设备通电。比如:按下手柄按键,PLC将运行,天车也开始工作。如果再次按下手柄,其中的PLC将断开,天车也会停止工作。

3 总结

通过以上的分析和研究,对天车的变频器调速控制以及积极改造,能增强其整体的保护功能,促使工作可靠性的提升,具备的节能效果也更好。同时,在自动化节能改造中,也降低了天车的维修成本,确保企业的安全稳定运行,在为建设提供保障的前提下,获得更高的经济效益。

参考文献:

[1]刘明武,胡水军.焦化装煤除尘控制系统硬件改造分析[J].科技风,2018(09):76,78.

[2]许维超,朱惠英,佘乾仲.大型公建能耗远程监测系统的实现与节能分析[J].建筑节能,2016(09):92-94,114.

[3]陈敏雄.冷端碎玻璃输送系统的自动化节能改造[J].玻璃,2017

(11):33-36.

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