行車(chē)是工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的常用設(shè)備，又稱為吊車(chē)，為一種橋式起重機(jī)械設(shè)備，在工礦企業(yè)中的應(yīng)用十分廣泛。多數(shù)行車(chē)是通過(guò)吊鉤來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)物料的搬運(yùn)，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)需要搬運(yùn)的物料為粉狀或碎粒物時(shí)，則需要通過(guò)抓料斗來(lái)進(jìn)行物料的搬運(yùn)，這樣的行車(chē)就是抓斗行車(chē)。傳統(tǒng)的抓斗行車(chē)控制方式比較落后、保護(hù)功能比較單一，通常只具備過(guò)流與過(guò)載保護(hù)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性較差。此外，傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)能耗較大，電能浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，對(duì)傳統(tǒng)老式抓斗行車(chē)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行變頻技術(shù)改造，對(duì)提高行車(chē)工作效率、減少電能消耗和設(shè)備維護(hù)工作具有重要的意義。

1、變頻調(diào)速系統(tǒng)的功能特性

1)變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電機(jī)可以保持在啟動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩輸出接近額定轉(zhuǎn)矩，且具有較強(qiáng)的抗沖擊與過(guò)載能力，對(duì)于需要電機(jī)頻繁正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合具有較高的適用性。

2)可以與各種傳感器組合構(gòu)成矢量閉環(huán)控制系統(tǒng)，具有多段速控制方式，可以滿足行車(chē)運(yùn)行的各種要求。

3)軟件功能強(qiáng)大，提供各類工程流程所需的應(yīng)用宏。

4)保護(hù)功能完善，具備過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、缺相保護(hù)功能;具備變頻過(guò)熱、電機(jī)過(guò)載保護(hù)功能;具備電動(dòng)機(jī)失速保護(hù)、電動(dòng)機(jī)欠載保護(hù)等各種保護(hù)功能。

5)具備標(biāo)準(zhǔn)的RS232通訊接口，可實(shí)現(xiàn)與微機(jī)的通訊以及遠(yuǎn)程診斷，可以實(shí)現(xiàn)各類應(yīng)用宏程序的下載安裝。6)具有動(dòng)態(tài)制動(dòng)的特點(diǎn)，可采用外部連接制動(dòng)電阻或使用內(nèi)部制動(dòng)電阻的制動(dòng)斷續(xù)器，有效控制、改變電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。

2、電氣系統(tǒng)的配置

2.1變頻器的選擇。根據(jù)行車(chē)提升部分所選用電機(jī)的特性以及作業(yè)特點(diǎn)，主卷電機(jī)和閉合電機(jī)所選用的變頻器應(yīng)是高性能的矢量變頻器。在功率選擇上，應(yīng)充分考慮到系統(tǒng)長(zhǎng)期使用有可能出現(xiàn)的超載狀況，變頻器的功率選擇應(yīng)比電機(jī)功率高出1檔或2檔。抓斗行車(chē)提升部分的閉合電機(jī)除負(fù)責(zé)抓斗的開(kāi)閉功能實(shí)現(xiàn)外，還需要與主卷電機(jī)配合來(lái)完成抓斗的提升作業(yè)，這也就是說(shuō)，抓斗行車(chē)的提升過(guò)程是由主卷電機(jī)與閉合電機(jī)共同出力完成的，這就涉及到提升時(shí)主卷與閉合鋼絲繩的受力平衡問(wèn)題。行車(chē)抓料斗在抓料完成時(shí)，主卷鋼絲繩是處于松弛狀態(tài)，控制主卷與閉合電機(jī)的變頻器若都為速度控制方式，那么就會(huì)導(dǎo)致閉合電機(jī)、變頻器以及鋼絲繩過(guò)載。因此，對(duì)于控制主卷電機(jī)的變頻器來(lái)說(shuō)，應(yīng)具備速度/轉(zhuǎn)矩控制在線切換功能，而控制閉合電機(jī)的變頻器來(lái)說(shuō)，應(yīng)具備轉(zhuǎn)矩輸出功能，兩臺(tái)變頻器通過(guò)有效的邏輯配合才能解決受力平衡問(wèn)題。

2.2速度反饋(編碼器)。編碼器是一種將旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)換成一串?dāng)?shù)字脈沖信號(hào)的旋轉(zhuǎn)式傳感器，這些脈沖能用來(lái)控制角位移，與齒輪條或螺旋絲杠結(jié)合在一起，也可用于測(cè)量直線位移。為更好地實(shí)現(xiàn)空中起車(chē)和轉(zhuǎn)矩控制功能，可選用與變頻器品牌配套的編碼器，編碼器通過(guò)軸套與電機(jī)軸相連接，可充分利用變頻器轉(zhuǎn)矩控制功能與伺服功能，確保消除啟停時(shí)的“溜鉤”現(xiàn)象。

2.3制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻。行車(chē)的作業(yè)是在水平面兩個(gè)方向上進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，在進(jìn)行上下升降作業(yè)時(shí)，下降過(guò)程中電機(jī)是處于發(fā)電狀態(tài)，由此產(chǎn)生的電能叫做再生能量，電機(jī)再生能量會(huì)導(dǎo)致變頻器直流母線電壓的升高，因此，必須選用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來(lái)將這種再生能量消耗掉，避免變頻器因直流母線電壓的升高而產(chǎn)生危險(xiǎn)。對(duì)于制動(dòng)組件的選擇，其配置容量以變頻器的容量為依據(jù)，可適當(dāng)放大配置。一些品牌的變頻器會(huì)提供配套的制動(dòng)組件，其制動(dòng)能力通常會(huì)較一般配置的要好，可優(yōu)先選用。

2.4PLC。PLC又叫可編程控制器，采用該裝置可有效提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的邏輯控制。應(yīng)用在抓斗行車(chē)控制系統(tǒng)，其主要功能包括：控制變頻器的啟停;精確控制抱閘;對(duì)主卷變頻器速度控制與轉(zhuǎn)矩控制方式進(jìn)行切換控制;實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全連鎖功能。

3、改造過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決措施

3.1停車(chē)時(shí)抓料斗關(guān)閉不嚴(yán)。在系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試過(guò)程中，出現(xiàn)了停車(chē)時(shí)抓料斗關(guān)閉不嚴(yán)的問(wèn)題，造成這種問(wèn)題的原因是由于抓斗停止時(shí)，抱閘的機(jī)械動(dòng)作相比與變頻器的指令輸出具有一定的滯后性，變頻器過(guò)早的停止輸出而抱閘動(dòng)作沒(méi)有及時(shí)跟上，造成抓料斗在靜止?fàn)顟B(tài)下出現(xiàn)自動(dòng)下滑的現(xiàn)象，也就是所謂的“溜鉤”。針對(duì)具體問(wèn)題，可通過(guò)修改變頻器設(shè)置參數(shù)以及延長(zhǎng)閉合電機(jī)減速時(shí)間來(lái)解決。將變頻器的停止頻率由原來(lái)的0HZ修改為2HZ，這種提升和開(kāi)閉電機(jī)啟動(dòng)與停止的初始轉(zhuǎn)矩得到了加強(qiáng)，但不宜設(shè)置過(guò)高，否則會(huì)影響抱閘閘皮的使用壽命;將閉合電機(jī)的減速時(shí)間延長(zhǎng)0.5s左右，這樣便將抱閘的機(jī)械動(dòng)作延時(shí)加了進(jìn)來(lái)，確保了抱閘動(dòng)作與變頻指令在時(shí)間上的一致。

3.2提升電機(jī)與開(kāi)閉電機(jī)出力不平衡問(wèn)題。對(duì)于此問(wèn)題的解決，可以通過(guò)將控制提升與開(kāi)閉電機(jī)的變頻器的力矩輸出端子進(jìn)行連接，以開(kāi)閉電機(jī)的力矩輸出做為提升電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行的信號(hào)源，這樣一來(lái)，當(dāng)開(kāi)閉電機(jī)的力矩輸出達(dá)到設(shè)定水平后(可設(shè)置為提升電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的20%)，提升電機(jī)便啟動(dòng)運(yùn)行，快速運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)追趕開(kāi)閉電機(jī)的輸出，這樣便可以在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到二者的出力平衡，避免提升電機(jī)堆繩與閉合電機(jī)跳車(chē)。此外，通過(guò)分別設(shè)置提升電機(jī)與開(kāi)閉電機(jī)變頻器的最高頻率，也可以達(dá)到調(diào)節(jié)二者出力平衡的作用。將控制開(kāi)閉電機(jī)的變頻器的最高頻率設(shè)置低于控制提升電機(jī)的變頻器大概10HZ左右，便可使提升電機(jī)的出力在短時(shí)間內(nèi)追趕上開(kāi)閉電機(jī)，達(dá)到二者的出力平衡。

3.3整流單元放炮故障的處理。在抓斗行車(chē)變頻改造調(diào)試運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)了整流單元放炮的故障，分析發(fā)現(xiàn)是制動(dòng)單元的外接電阻因?yàn)殡姍C(jī)的頻繁啟停而造成了局部過(guò)熱的現(xiàn)象;此外，制動(dòng)電阻接線端子與其連接導(dǎo)線間距過(guò)小，引起連接導(dǎo)線絕緣老化而短路，造成整流單元損壞。針對(duì)上述原因，對(duì)制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻的設(shè)計(jì)裝配進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，之后的運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有再發(fā)生此類故障。

4、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)抓斗行車(chē)進(jìn)行變頻改造后，很好的解決了系統(tǒng)的安全性與可靠性的問(wèn)題，而且在節(jié)能方面具有較為突出的表現(xiàn)，行車(chē)運(yùn)行效率低、能耗高的問(wèn)題得到了較好的改善。此外，與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，調(diào)速性能大為提高，速度控制的精度也得到提高，且很好的解決了主卷電機(jī)與開(kāi)閉電機(jī)間的出力平衡問(wèn)題，提高了控制元件的使用壽命，有效降低了系統(tǒng)的故障率以及維護(hù)成本，在實(shí)際的運(yùn)行中體現(xiàn)了較高的綜合效益。