廢物庫整備間防護門電氣控制系統設計

余 峰，杜 雙，羅 欣

中國核動力研究設計院，四川成都 610005

廢物庫整備間防護門電氣控制系統設計

余 峰，杜 雙，羅 欣

中國核動力研究設計院，四川成都 610005

本文介紹了廢物庫整備車間防護門電氣控制系統的組成與工作原理。該系統利用變頻器將電動機減速后驅動防護門，完成門的開閉動作。文中還介紹了設計中電動機的選型計算和變頻器調速的考慮。

防護門；電動機；變頻器；電氣控制

廢物庫屬配套設施，存放了核設施運行、檢修活動中所產生的低、中放射性固體廢物。為使回取的廢物得到及時的整備和處理，新建整備車間和改造暫存庫備用間，防護門是阻擋整備車間內放射性輻射的重要安全屏障。

因為防護門的下方有廢物運輸小車的運行軌道，且受空間限制，不能將門設計為平開旋轉式。故將防護門設計為懸掛式側推防護門，利用電動機驅動防護門在軌道上勻速滑行以完成門的正常開或關。由本系統實現對電動機及門的控制。

1 設計要求

1）當防護門打開或關閉到極限位置時，應自動停止。

2）防護門在開或關時，可以根據需要令其停在中間的任意位置。

3）防護門應在20s內完全開啟或關閉。

4）為安全考慮，系統設計時必須有聯鎖功能。

5）方便工作人員的操作和設備檢修。

2 系統設計

2.1設計方案

1）變頻器的使用。變頻器和交流電機構成的可調速傳動稱為變頻器傳動，且變頻調速容易實現電動機的正反轉。同時實現了電機的軟啟動，并具有很好的節電效果。變頻器具有過流、過壓、欠壓、缺相等多種保護，能很準確的檢測，且自動采取相應措施保護電機等設備，對整個系統的安全運行提供了可靠保障。

2）停運方式。本系統運行設置有手動停止和自動停止兩種方式。設置手動控制按鈕，可以使門根據操作人員需要停靠在軌道上的任意位置；自動停止由限位開關來完成，為了使門在開閉完成時自動停止，在其極限位置安裝限位開關，且與機械工藝的緩沖裝置形成可靠的限位作用。

3）電氣連鎖與運行指示。在系統內利用繼電器實現電機正反轉聯鎖控制功能，確保系統安全運行。同時使用紅綠指示燈對防護門的運行和停止進行狀態的顯示，為操作人員提供便利。

2.2系統組成

根據設計要求，設計出的防護門的電氣控制圖見圖1所示。它可以分為電動機主回路和控制回路。電動機主回路由斷路器、變頻器、電動機組成，控制回路由繼電器、自復位按鈕、指示燈、限位開關和熔斷器組成。

圖1　防護門電氣控制系統

電動機主回路中,斷路器是防護門電氣控制電路的總開關。變頻器控制電動機的轉速和正反轉，同時，由變頻器改變供電電源頻率來控制電機的轉速以滿足電機的減速驅動要求。

2.3系統工作原理

當操作人員到達現場后，首先將電動機主回路中的斷路器合上，此時紅燈亮，按下開門按鈕，繼電器得電，同時其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，因而開門控制電路閉合，電動機正轉，紅燈滅，綠燈亮，門向左滑行打開。同時，繼電器的常閉觸點將關門控制電路斷開。當門滑行觸動左限位開關時，控制電路斷開，繼電器失電，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，此時電動機停轉，綠燈滅，紅燈亮，門完全打開。

在門正常開或者關的過程中，操作人員可以根據需要按下停止按鈕，以中止門的滑行動作。

2.4主要設備選型

1）電動機的選型。合理選擇電動機是正確使用電動機的先決條件，為了實現變頻調速要求，選用三相交流異步電機。防護門的基本參數：外形尺寸：，門板厚為，主要材料為灰鑄鋼，其重量為

防護門是由驅動電機帶動懸掛于軌道上的驅動輪，由驅動輪的轉動運行來帶動門的左右運動。所以，根據門的重量來確定驅動輪的轉矩，由驅動輪轉矩來計算驅動電機的負載功率。選定最小功率至少為

2）變頻調速器的選型。因本設計中使用的變頻器無特殊要求，采用通用變頻器，綜合考慮負載電機額定電流與額定參數，選用了型號為的富士變頻器。

3 結論

廢物庫整備間防護門電氣控制系統的設計，利用變頻器控制電動機，解決了受場地限制，不便設置電機減速器的問題。同時，還具有靈活設定門的移動速度的優勢。由于變頻器的使用，還起到了對電機進行全面保護的作用。本系統具有安全、可靠、簡單、經濟的特點。

[1]《工廠常用電氣設備手冊》編寫組．工廠常用電氣設備手冊[M]．2版．北京：中國電力出版社，1998．

[2]馬志溪．電氣工程設計[M]．北京：機械工業出版社，2002.

[3]劉增良，劉國亭．電氣工程CAD[M]．北京：中國水利水電出版社，2002．

[4]齊占慶，王振臣．電氣控制技術[M]．北京：機械工業出版社，2002．

[5]三菱微型可編程控制器手冊[M]．MITSUBISHI SOCIOTECH，2003．

TB4

A

1674-6708（2016）171-0215-01

余峰，中國核動力研究設計院。杜雙，中國核動力研究設計院。羅欣，中國核動力研究設計院。