斗式提升機電氣控制系統優化

李云雙

（東北大學設計研究院（有限公司），沈陽 110013）

在氧化鋁廠通常采用斗式提升機對砂狀氧化鋁進行提升和運輸，所以，在電氣設計中選擇斗式提升機的啟動和控制方式非常重要。隨著設備大型化，斗式提升機功率也在不斷增大，在電氣設計中采用更加合理的啟動和控制方式，對于斗式提升機整體性能的提高起到了關鍵作用。

1 傳統電氣控制方式

斗式提升機傳統是采用直接啟動方式，啟動電流是額定電流的5～7倍，由于啟動電流很大，對斗式提升機的機械部件沖擊很大，經常會出現機械部件的損壞，從而導致現場維修工作量增大，還需要經常更換機械部件。在控制上，采用繼電器對斗式提升機只是單一的啟停控制，設置保護也不全面，當出現故障時不能快速停機。

2 變頻調速控制方式[1-2]

對斗式提升機采用變頻器進行啟動控制，可以實現全頻率范圍內的恒轉矩控制和無級平穩加減速，提高了系統的安全水平。同時，用軟件代替繼電器實現提升速度控制，減少了設備維護工作量。

2.1 斗式提升機采用變頻調速的優點

（1）啟動電壓范圍變寬：可以滿足±20%的啟動電壓范圍，應付大功率、長距離電機的啟動電壓降。

（2）控制性能大幅提高：可以實現恒轉矩提升，不會因為電壓波動影響斗式提升機的正常運轉。

（3）負載能力增強：由于啟動力矩大，能夠實現電機的軟啟動。

（4）可以實現電機無級調速：加、減速過程平滑，電流沖擊小，降低了機械沖擊的強度。

（5）現場控制方式靈活：易于與外部控制設備接口相結合。

（6）運行安全穩定：采用能耗制動、回饋制動等方式，將再生能量回饋給電網，解決位能負載在快速、減速和急停時的再生發電能量處理問題。

在治療期間所有患者禁止食用難以消化、油膩性、刺激性的食物,對照組患者采用常規藥物治療,即口服嗎丁啉,10mg/次,一天三次[2]。研究組患者加強針刺穴位治療,其具體如下:取雙側四縫穴,位置在第二到第五指掌面,第一、二節橫紋中央。用五號、六號注射針頭,左手扶住手指,刺手快速點刺。點刺深淺根據年齡、體質決定,刺后用雙手擠出少許血液或淋巴液即可。取坐位,雙手伸開,常規消毒,將五號、六號注射針頭,垂直、快速的刺入穴位,快速起針,不用留針。

（7）在低速段運行時節能效果明顯。

2.2 變頻器的選擇

用于氧化鋁提升和運輸的斗式提升機電機功率通常為鼠籠式異步電動機，相應地可選用英威騰IPE200四象限單傳動重載變頻器，為避免諧波影響在變頻器前需要串聯輸入電抗器，為補償分布電容的影響在變頻器后需要串聯輸出電抗器。

2.3 IPE200四象限單傳動重載變頻器

IPE200四象限單傳動重載變頻器采用IGBT作為主回路功率器件，由微處理器實現全數字化控制，其控制軟件專門為提升機、皮帶輸送機等負載設計，可以設置多種參數以滿足在不同工況下運行的需要，具有以下特點。

（1）控制方式：無PG矢量控制、有PG矢量控制、V/F控制。

（2）起動轉矩：有PG矢量控制時，OHZ輸出200%額定轉矩；無PG矢量控制時，0.5Hz輸出150%額定轉矩，滿足重載起動的要求。

（3）過載能力：150%額定電流過載時間60s，180%額定電流過載時間10s，200%額定電流過載時間1s。

（4）自動電壓調整：自動保持輸出電壓恒定。

（6）采用國際標準通訊協議。（7）多種運行控制及保護功能。

3 電氣控制系統優化[3]

3.1 電機控制方式的優化

對斗式提升機采用IPE200四象限單傳動重載變頻器進行啟動和控制，減小了啟動電流，使啟動速度平穩，能夠保障遠距離、大容量斗式提升機的軟啟動和軟停車。

電動機控制采用集中和分散相結合的控制方式，既可實現在斗式提升機的上部和下部分別進行啟停控制，又可實現PLC集中控制。在斗式提升機啟動前設置預警電鈴，對周圍的人員進行預警，在響鈴15～30s后，再對斗式提升機進行啟動。同時，也將電機的手/自動信號、運行信號、故障信號、備妥信號以及各種安全保護信號送至PLC進行集中監測。

3.2 對配套保護裝置的優化

為保證斗式提升機安全可靠地運行，需要對斗式提升機設置相應的保護裝置，并接入電氣控制系統。

3.2.1 堵料開關

在溜槽上安裝干簧管，正常工作時，干簧管緊靠磁鐵，干簧管閉合，常閉點控制接觸器線圈吸合。當發生堵料時，磁鋼離開干簧管，干簧管斷開，斗式提升機被閉鎖停機。

3.2.2 速度檢測

在提升機尾輪軸的軸心安裝一個接近開關，用來檢測斗式提升機的轉速，保證啟動時快速達到相對穩定的轉速；正常工作時，如果檢測到轉速低于額定轉速，就會及時報警停車。

（3）跑偏開關

料斗帶跑偏極易引起料斗與機筒的撞擊和料斗帶的撕裂，當發生時應立即停機，排除故障。斗式提升機設置二級跑偏開關，一級跑偏用于報警，二級跑偏用于停機。

4 結語

在斗式提升機的電氣控制系統設計中，為提高電動機的啟動和運行性能，采用變頻調速裝置進行啟動和控制，降低了斗式提升機機械部件損壞和維護工作量，保障了斗式提升機的安全、可靠運行，同時提高了氧化鋁廠的生產效率。