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    談變頻調速技術在裝卸機械上的應用

    時間:2018-3-20 10:23:00 來源:本網

      尚成春(沈陽鐵路分局裝卸管理中心,遼寧沈陽110002):U294. 27:人們渴吩的理想調速方式觸CJ腿丨ElectronicPubHshi飛散而掃膛燒毀這種情況亦有發生。而采用變頻bookmark1 1無奈的選擇交流電動機的優勢基本有兩點。,交流電源變壓容易,遠距離傳輸經濟可靠,使用經濟方便。

      第二,交流電動機制造工藝簡單成本低廉,故障低,壽命長。

      正是這兩大優勢,使得交流電動機在原動機領域里占據了重要甚至可以說是統治地位。

      但是,交流電動機的固有機械特性較差,人們采用各種調速方法改善其機械特性,但是,到目前為止,盡管在系統設計上采取各種措施,裝卸機械主要設備一門、橋式起重機(以下簡稱門、橋吊)的起升機構上采用的的對稱式轉子電路電阻切除法、帶有二級反接制動的調速系統和具有單向制動和反接制動的調速系統等幾種調速方法中,仍然存在著嚴重的缺陷,在理論和實際上存在著發生事故的隱患。

      要求操作者憑技巧、經驗來操作,經驗不足,操作不精,對貨物重量估計不準,就會出現超速下降或反向動作的惡果,事故隱患的種子在調速系統的設計中己經埋下了。盡管其缺陷如此之多,但仍被廣泛應用,只能說是一種無奈的選擇。

      2理想的選擇交流電動機的變頻調速,在理論上早己成為理想的調速方式。但因其技術復雜、成本昂貴,很難在實際現場中得到應用。

      隨著科技的發展,電子產品在應用方面的突飛猛進,使得理論上的理想調速方式成為現實。目前,變頻調速系統的成本大大降低了,可以滿足裝卸機械的使用需求。

      下面來討論變頻調速在裝卸機械上應用的益處。變頻調速系統徹底克服了交流電動機在調速方面的缺陷。它的調速范圍可由零速平滑調節到超過額定轉速的兩倍,理論上可以達到幾倍。在整個大范圍的無級調速過程中,轉矩可以達到恒定,這正是變頻調速的極大優越性,運用在門、橋吊的起升機構上,對鐵路運輸安全和效益產生極大的影響。

      2.1安由于變頻調速的無級調速特性,特別是在滿負荷的貴重貨物下降時,真正做到了輕拿輕放。滿載的貨物可以做到以人們不察覺的速度輕輕下落。這是傳統的調速方式所無法實現的。可以說變頻調速在貨物的安全裝卸方面,給予了科學的可靠保證。

      同時這種平緩的起升、下降消除了對門橋吊本身的電動機、制動器、減速機等傳動機構的反復沖擊,使其使用壽命得以延長,減少了日常的機械故障。由于起升、下降沖擊力的減少,給門、橋吊鋼結構帶來的益處更是長期而深遠的。

      在保證人身安,由于消除了突然起動和快速下降的作業動作,基本上可以杜絕司索工的擠腳、勒手、貨件擠人等慣性事故。

      2.2經濟效益除了前述確保人身、貨件安全,產生間接的經濟效益外,直接經濟效益相當可觀。

      2.21減少電機損壞的更新費用在傳統的調速方,更換損壞的主鉤電動機是門、橋吊大的開支。一臺主鉤電動機在二三萬元左右。而作業頻繁的門、橋吊,主鉤電動機損壞常有發生,嚴重的每年可損壞幾臺、十幾臺。筆者在現場實地考察,確定其原因大多是因起動電流過大造成的。在傳統的調速系統中,由于操作者不能很正確的操作,造成起動電流超過400A,是額定電流的4倍多。一次大的起動電流不能損壞電動機,但日積月累頻繁的大起動電流,將造成集電環過熱,碳刷消耗過快,整機長期過熱,絕緣老化。經驗證明,一臺新的電動機在這種工作情況下,兩個月即可損壞,經濟損失非常嚴重。再有,傳統的調速方式在下降時,操作不當,即造成電動機超高速飛轉,形成轉子調速系統后,起動電流不會超過1. 5倍的額定電流,下降速度可平滑調節為零速,從根本上杜絕了主鉤電機的燒毀損壞事故。一臺作業繁忙的20t門、橋吊,每年即可節約電機更新費用幾萬至十幾萬元。

      22.2減少傳動系統易損件的更新費用由于減少了沖擊力,其他傳動系統的零部件損壞率大大降低。特別是制動器這一易損部件,由于改善了工作環境,幾乎是在重物停止時,制動器才進行制動。使制動襯片(抱帶皮)及各銷軸架損耗率降到低,大大延長了使用壽命,節約了費用。

      2.3工作效率大幅度提高由于變頻調速系統調速范圍大,使主鉤輕載工作速度可大于副鉤。因此,新制和改造的門、橋吊上取消了副鉤。而主鉤的工作效率是傳統調速系統的25倍。同時操作的復雜程度大大減少,操作人員工作輕松,使工作效率進一步提高。

      3性能價格比的討論變頻調速在門、橋吊起升機構的應用,性能優越己很明確,其價格如何呢,下面來討論幾種方案的實用性。

      1門、橋吊新制沈陽分局新制一臺36t集裝箱多用門吊。起升機構采用變頻調速系統,共花費用21.3萬元。去掉防超載裝置1萬元,實際價值20. 3萬元。采用傳統的調速方式,本門吊主、副鉤兩套機構價值12. 7萬元。實際本門吊采用變頻調速系統共多花費用7. 6萬元。因取消副鉤系統,減少小車重量4t.本門吊總造價150萬元,采用變頻調速系統比原來造價加了5. 32舊門吊的改造原蘇家屯站開辦20英尺集裝箱業務。雖然原30/5t門吊在起重量上不超噸,可是作業效率卻不能滿足工作需要。吊空箱需要高效率,吊重箱需要平穩安全。如果采用原門吊作業,或是主副鉤頻繁更換,或是由主鉤低效率作業。更重要的是重載時調速性能差,在平穩作業方面很難達到某些客戶的要求,容易發生貨件事故。為此,分局決定在大修這臺門吊的同時對其進行起升機構的變頻技術改造。此項工作由裝卸管理中心技術部自行完成。這樣,一能節省改造資金;二可提高技術人員的技術水平。

      技術改造費用即是零部件的購置費,使其成本大大降低,比外委工程節約9萬元,整個改造費用11. 5萬元。經過此番改造使原30/5t門吊的技術性能得到實質性提高。原30/5t門吊設計是常用5t副鉤,偶爾用主鉤吊些大件,所以主鉤的起升速度很慢。在現場實際應用中,5t以下貨物很少,副鉤很少用;因此,30/5t門吊成了低效率機械,不受現場歡迎。經過起升機構的變頻技術改造,使這種低效率的設備提高工效2倍多,減少小車重量4t,使其變成了性能優越的集裝箱多用門吊,新技術使老設備煥發了青春。

      為了進一步降低變頻技術改造的成本可采取利用原電動機的辦法,對原電動機稍加改進,即可省去購置變頻電動機的費用。這樣改造一臺20t門吊費用在8萬元左右。

      綜上所述,無論新制還是舊吊改造,所加費用在10萬元左右。從前面討論的變頻技術提高起重機性能所產生的經濟效益看,很短的時間就可以在其節省的開支中賺回投資。而高效率、高性能的設備,將給人們帶來長期的利益。

      隨著電子技術的發展,變頻器的價格將逐步降低,在裝卸機械上推廣和普及變頻技術可以說是必然趨勢。隨著變頻技術的大量采用,裝卸機械的高新技術含量、技術人員的素質也將不斷提高。先進的技術,正是先進生產力的具體體現,隨之帶來的將是裝卸機械作業的安全保證和高效率、高效益。

      歡迎訂閱《鐵道貨運〉X〈鐵道運輸與經濟》雜志為適應社會經濟發展形勢,滿足市場需求,擴大讀者。作者范圍,2003年兩刊將在現有基礎上進行版式及欄目調整。

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