變頻調速技術在DQL630/1000•30型斗輪機上的應用

[摘 要] 在斗輪機回轉系統和行走系統上采取變頻調速技術，主要是解決斗輪機作業中頻繁回轉及行走給設備造成的損壞，提高設備完好率和工作效率，同時起到節約成本的作用。

[ 關鍵詞 ] 變頻調速技術 斗輪機 回轉系統 行走系統 應用

一、概述

變頻器是一種技術先進，性能優良的節能裝置，可各種工業機械更具先進性、合理性、節能性和自動化，減少勞動力、降低勞動強度和提高生產效益，既可滿足生產作業需要，降低作業人員數量和強度，又能取得理想的節能效果，越來越多的工業用電動機采用變頻器來進行調速。

我公司有兩臺DQL630/1000#8226;30型斗輪堆取料機(以下簡稱斗輪機)，主要用于煤炭等散貨的堆存、取料裝船和卸車。在堆、取料作業中，斗輪機的回轉和行走需要頻繁起動和運行。由于斗輪機的自重在160噸以上，回轉體的重量約100噸，回轉半徑為30米。頻繁的全速起動、運行，經常導致行走機構的聯軸器銷磨損嚴重，回轉聯軸裝置固定螺栓經常斷裂;且每臺斗輪機的回轉和行走裝機容量為106.8KW，耗能較高。為解決上述問題，我公司決定在斗輪機的回轉和行走機構上采用變頻調速技術。

二、變頻調速技術在斗輪機上的應用

1.在斗輪機回轉機 構上的應用

(1)斗輪機回轉系統存在的缺陷.我公司使用的斗輪機回轉裝置原為T—D系統，直流電動機驅動，系統結構圖如下:

該系統雖然有調速范圍大、穩定性較好等優點，但通過使用發現，系統本身存在一些無法克服的缺陷，影響了回轉機構的正常工作，主要表現在:

①該裝置雖然具有調速功能，但只能改變直流電動機的正常運轉速度，而無法實現線性勻起動控制，;另一方面直流時機的輸出力矩較大，在起動時，從靜止狀態達到全速運動狀態的時間比交流電動機更短。因此，產生的沖擊力更大，極易造成傳動裝置損壞，特別是減速機聯接盤固定螺栓損壞尤其頻繁，平均半個月要更換一次。

②該裝置中直流電機為開啟式，由于在作業現場煤塵較大，經常造成炭刷和整流子損壞。

③能耗大。一方面由于該機組相互間的傳遞損耗一部分電能;另一方面直流發電機由22KW交流電動機拖動，只要生產作業，不論回轉動作不動作，22KW交流時機一直運轉，帶來不必要的能耗。

(2)解決辦法.根據斗輪機動力需要，我們采用一臺FVR150G7S-2型變頻器和一臺Y120L-8.15KW交流電動機來代替原來的回轉驅動裝置，將變頻器的最大頻率設定在25HZ加速起動，時間設定為7秒，通過反復校驗，應用效果明顯。改造后的回轉系統具有以下優點:

①改造后的回轉驅動機構用一臺變頻調速器和一臺交流電動機代替原來的驅動楊柳，結構、控制系統更簡單，維護保養非常方便。改造后的系統圖如下:

②利用變頻調速技術，實現了斗輪機回轉的勻加速起動，完全消除了回轉起動時的沖擊力。回轉時起動平穩，對傳動裝置起到有效的保護作用。通過幾年來的使用，聯軸器聯接固定螺栓幾乎沒損壞。

③由于變頻器內部電子過流裝置動作準確，響應時間短。利用這一技術可以有效避免斗輪機在回轉作業中前臂機架碰到煤堆而損壞斗輪機，起到保護設備的作用。

2.在斗輪機行走機構上的應用.斗輪機的行走機構為四個行走臺車同時工作牽引斗輪機行走，每個臺車上裝有11KW和3.7KW兩臺電動機。在斗輪機取料作業移動時，移動速度較慢，3.7KW電動機工作;在斗輪機無取料作業而需要轉移貨位時，移動速度較快，11KW電動機工作。由于快、慢兩種動作采取兩臺不同電機控制，其控制系統比較復雜。再加斗輪機自重較大，行走起動沖擊力較大，造成聯軸器經常損壞;龍其是在快行走工作方式下，起動時斗輪機擺動十分嚴重，易造成機損事故。解決方案如下:

用四臺Y132M-6，5.5KW交流電動機代替原來的四臺11KW和四臺3.7KW行走電機，用一臺FRV22G7S-4變頻器控制四臺5.5KW交流電動機，根據實際工作需要，將慢行走頻率設定為60HZ，起動加速時間設為3秒;快行走頻率設定為100HZ，起動加速時間設定為5秒。電機的工作運行曲線圖如下:

行走驅動機構采用了變頻調速技術后，無論是快行走還是慢行走，在起動時相對比較平穩，行走過程中，特別是在快行走工作方式下，斗輪機不再產生嚴重擺動;對聯軸器等器件起到很好的保護作用，控制回路也比較簡單，更易于維護，電氣故障明顯減少。改進運行一段時間后，拆除聯軸器柱銷進行檢查，所有彈性圈完好無損。

三、改造后的應用效果

1.在斗輪機上回轉和行走機構應用了變頻調速技術后，提高港口設備的技術含量，簡化了斗輪機的控制系統，增強了設備運行的可靠性，降低了故障率，延長了斗輪機及相關設施的使用壽命，大大提高了斗輪機的完好率和使用率。

2.降低了使用、維護成本。由于變頻調速器工作可靠、保護功能齊全，故障率降低，從而節約了大量的維修成本。改造前，一臺斗輪機每年的維修成本在15萬元以上;斗輪機裝機容量減少了68.8KW，且變頻器可根據機械的轉矩和轉速調節電動機的功率消耗，減小了空載電流，起到節能效果。改造后，一年節約用電8萬多度。據統計，一年節約維修費用和電費21.6萬元。

3.斗輪機采取了變頻調速技術后，電動機可實現平穩起動，從而減少了斗輪機起動對機械傳動裝置的沖擊力或扭力，有效減輕了斗輪機整機的震動，對機械結構起到了很好的保護作用。

同時，由于采取了變頻調速技術，在斗輪機回轉和行走頻繁起動時，消除了起動過電流，起動平穩，不會對供電系統產生大的沖擊電流或其他負載電流的干擾，使供電系統保持穩定。