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谈变频调速技术在装卸机械上的应用

时间:2018-3-20 10:23:00 来源:本网

  尚成春(沈阳铁路分局装卸管理中心,辽宁沈阳110002):U294. 27:人们渴吩的理想调速方式触CJ腿丨ElectronicPubHshi飞散而扫膛烧毁这种情况亦有发生。而采用变频bookmark1 1无奈的选择交流电动机的优势基本有两点。第一,交流电源变压容易,远距离传输经济可靠,使用经济方便。

  第二,交流电动机制造工艺简单成本低廉,故障低,寿命长。

  正是这两大优势,使得交流电动机在原动机领域里占据了重要甚至可以说是统治地位。

  但是,交流电动机的固有机械特性较差,人们采用各种调速方法改善其机械特性,但是,到目前为止,尽管在系统设计上采取各种措施,装卸机械主要设备一门、桥式起重机(以下简称门、桥吊)的起升机构上采用的的对称式转子电路电阻切除法、带有二级反接制动的调速系统和具有单向制动和反接制动的调速系统等几种调速方法中,仍然存在着严重的缺陷,在理论和实际上存在着发生事故的隐患。

  要求操作者凭技巧、经验来操作,经验不足,操作不精,对货物重量估计不准,就会出现超速下降或反向动作的恶果,事故隐患的种子在调速系统的设计中己经埋下了。尽管其缺陷如此之多,但仍被广泛应用,只能说是一种无奈的选择。

  2理想的选择交流电动机的变频调速,在理论上早己成为理想的调速方式。但因其技术复杂、成本昂贵,很难在实际现场中得到应用。

  随着科技的发展,电子产品在应用方面的突飞猛进,使得理论上的理想调速方式成为现实。目前,变频调速系统的成本大大降低了,可以满足装卸机械的使用需求。

  下面来讨论变频调速在装卸机械上应用的益处。变频调速系统彻底克服了交流电动机在调速方面的缺陷。它的调速范围可由零速平滑调节到超过额定转速的两倍,理论上可以达到几倍。在整个大范围的无级调速过程中,转矩可以达到恒定,这正是变频调速的极大优越性,运用在门、桥吊的起升机构上,对铁路运输安全和效益产生极大的影响。

  2.1安全方面由于变频调速的无级调速特性,特别是在满负荷的贵重货物下降时,真正做到了轻拿轻放。满载的货物可以做到以人们不察觉的速度轻轻下落。这是传统的调速方式所无法实现的。可以说变频调速在货物的安全装卸方面,给予了科学的可靠保证。

  同时这种平缓的起升、下降消除了对门桥吊本身的电动机、制动器、减速机等传动机构的反复冲击,使其使用寿命得以延长,减少了日常的机械故障。由于起升、下降冲击力的减少,给门、桥吊钢结构带来的益处更是长期而深远的。

  在保证人身安全方面,由于消除了突然起动和快速下降的作业动作,基本上可以杜绝司索工的挤脚、勒手、货件挤人等惯性事故。

  2.2经济效益除了前述确保人身、货件安全,产生间接的经济效益外,直接经济效益相当可观。

  2.21减少电机损坏的更新费用在传统的调速方,更换损坏的主钩电动机是门、桥吊最大的开支。一台主钩电动机在二三万元左右。而作业频繁的门、桥吊,主钩电动机损坏常有发生,严重的每年可损坏几台、十几台。笔者在现场实地考察,确定其原因大多是因起动电流过大造成的。在传统的调速系统中,由于操作者不能很正确的操作,造成起动电流超过400A,是额定电流的4倍多。一次大的起动电流不能损坏电动机,但日积月累频繁的大起动电流,将造成集电环过热,碳刷消耗过快,整机长期过热,绝缘老化。经验证明,一台新的电动机在这种工作情况下,两个月即可损坏,经济损失非常严重。再有,传统的调速方式在下降时,操作不当,即造成电动机超高速飞转,形成转子调速系统后,起动电流不会超过1. 5倍的额定电流,下降速度可平滑调节为零速,从根本上杜绝了主钩电机的烧毁损坏事故。一台作业繁忙的20t门、桥吊,每年即可节约电机更新费用几万至十几万元。

  22.2减少传动系统易损件的更新费用由于减少了冲击力,其他传动系统的零部件损坏率大大降低。特别是制动器这一易损部件,由于改善了工作环境,几乎是在重物停止时,制动器才进行制动。使制动衬片(抱带皮)及各销轴架损耗率降到最低,大大延长了使用寿命,节约了费用。

  2.3工作效率大幅度提高由于变频调速系统调速范围大,使主钩轻载工作速度可大于副钩。因此,新制和改造的门、桥吊上取消了副钩。而主钩的工作效率是传统调速系统的25倍。同时操作的复杂程度大大减少,操作人员工作轻松,使工作效率进一步提高。

  3性能价格比的讨论变频调速在门、桥吊起升机构的应用,性能优越己很明确,其价格如何呢,下面来讨论几种方案的实用性。

  1门、桥吊新制沈阳分局新制一台36t集装箱多用门吊。起升机构采用变频调速系统,共花费用21.3万元。去掉防超载装置1万元,实际价值20. 3万元。采用传统的调速方式,本门吊主、副钩两套机构价值12. 7万元。实际本门吊采用变频调速系统共多花费用7. 6万元。因取消副钩系统,减少小车重量4t.本门吊总造价150万元,采用变频调速系统比原来造价加了5%. 32旧门吊的改造原苏家屯站开办20英尺集装箱业务。虽然原30/5t门吊在起重量上不超吨,可是作业效率却不能满足工作需要。吊空箱需要高效率,吊重箱需要平稳安全。如果采用原门吊作业,或是主副钩频繁更换,或是由主钩低效率作业。更重要的是重载时调速性能差,在平稳作业方面很难达到某些客户的要求,容易发生货件事故。为此,分局决定在大修这台门吊的同时对其进行起升机构的变频技术改造。此项工作由装卸管理中心技术部自行完成。这样,一能节省改造资金;二可提高技术人员的技术水平。

  技术改造费用即是零部件的购置费,使其成本大大降低,比外委工程节约9万元,整个改造费用11. 5万元。经过此番改造使原30/5t门吊的技术性能得到实质性提高。原30/5t门吊设计是常用5t副钩,偶尔用主钩吊些大件,所以主钩的起升速度很慢。在现场实际应用中,5t以下货物很少,副钩很少用;因此,30/5t门吊成了低效率机械,不受现场欢迎。经过起升机构的变频技术改造,使这种低效率的设备提高工效2倍多,减少小车重量4t,使其变成了性能优越的集装箱多用门吊,新技术使老设备焕发了青春。

  为了进一步降低变频技术改造的成本可采取利用原电动机的办法,对原电动机稍加改进,即可省去购置变频电动机的费用。这样改造一台20t门吊费用在8万元左右。

  综上所述,无论新制还是旧吊改造,所加费用在10万元左右。从前面讨论的变频技术提高起重机性能所产生的经济效益看,很短的时间就可以在其节省的开支中赚回投资。而高效率、高性能的设备,将给人们带来长期的利益。

  随着电子技术的发展,变频器的价格将逐步降低,在装卸机械上推广和普及变频技术可以说是必然趋势。随着变频技术的大量采用,装卸机械的高新技术含量、技术人员的素质也将不断提高。先进的技术,正是先进生产力的具体体现,随之带来的将是装卸机械作业的安全保证和高效率、高效益。

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