普传PI9000 系列变频器在挖沙船上的应用

普传PI9000 系列变频器在挖沙船上的应用

挖沙机械的任务是进行水下土石方的施工、挖深、加宽和清理现有的航道和港口;开挖新的航道、港口和运河;疏浚码头、船坞、船闸及其他水工建筑物的基槽以及将挖出的泥沙抛入深海或吹填于陆上洼地造田,将挖出的石料作为建筑材料等。

工作效率是以每小时能挖多少立方米泥土来表示的,挖泥船有机动和非机动之分,按施工特点又可分为耙吸式、铰吸式、链斗式、抓斗式和铲斗式等。下面是2个挖沙船变频应用案例。

 

应用案例一

一、概述

湖南某船舶修造有限责任公司建造的一艘大型挖沙船。整条船上配套使用变频器共计12 台,采用的普传科技的PI9000 系列变频器。

此艘挖沙船主要是在(江)河道中,挖掘河底的石头,然后通过筛选,用作建筑材料。该船无自主航行的动力,船舶下水后由拖船拖引到作业水域后,将船锚放下进行挖沙作业,船上配有台柴油发电机,供船上生产作业及生活使用。

其工艺过程:(1)首先在河底通过挖斗来挖石头(水、石、沙混合物);(2)通过传输带进入到筛选箱;(3)通过筛选,不同大小的石头分别进入对应的三个传送带,然后通过传送带直接装到运输船上。

使用的变频器分别为:(1)挖石头共用450G 变频器驱动挖斗(两台335kw 八级连轴电机),110KW 的变频器控制挖斗的深度(93KW 电机);(2)筛选箱采用55kW 变频器驱动转动(四台37kw 六级电机);(3)传送带采用30kW 变频器将不同大小的类石头通过个传送带装到不同的货运船上(三台22kw 六级电机)。(4)固定挖沙船锚绳的绞盘驱动采用一个110kW 变频器(93KW 电机),(5)洗沙及船上生活用水采用了一台200KW 的变频器(160KW 六级电机),整条采砂船总共采用了12 台变频器。



二、变频器选型

整条挖沙船共采用12 台变频器,选型如下:



三、设备及操控介绍由于船舶在河里用发电机发电同时要求可靠运行,所以变频器都加大了一至二档选型,这样能承受一定的电网波动。控制筛笼的四台变频器还加了输入电抗器,以保证筛笼的平稳不间断运行。

筛笼,是一个上小下大结构、中间一根主轴,四台37kw 六级马达抬着筛笼两端转动。上头两台往同一方向转,下头两台往同一方向转,上下两个方向必须使筛笼往一个方向转,调试的时候必须两台一组同一方向进行调试,每台变频器都必须根据电机名牌设置参数进行电机参数自学习(自学习的时候需跳过光纤板,且继电器输出功能要改成故障报警,否则无法自学习)。最后确定方向一致后才能四台一起开动。



控制柜,都是采用按钮控制。让变频器输出4-20mA 模拟量给数字表监视运行转速及电流。由于要实现同步,每两台变频器间安装了光纤板同步控制板,以实现主辅机同步,辅机键盘和控制板只是监视用,主辅两台变频器的PWM 信号都是主机控制板板提供。由于使用的都是变频电机,所以启动信号要同时控制中间继电器打开电机散热风扇,同时安装有急停按钮,四台电机的故障输出继电器信号都串联到控制回路中,当按下急停按钮或者任何一台变频器报警筛笼都不能正常运行,起到全面保护作用。



顶层操作台,用来控制四台筛笼传动变频器、三台传送带变频器的运行,并监视筛笼马达的电压、电流、转速情况。



甲板操作台,用来控制两台93kw 马达(挖沙臂升降)和两台355kw 马达(挖沙斗传动)。并监视马达的电压、电流、转速。



355kw八级挖沙斗传动马达主轴相连以提供大的输出转矩,带动30个挖沙斗挖沙,配套的两台PS9530 450G3 变频柜都加了输入电抗器和DC 电抗器以提高功率因数,两台变频采用光纤板实现主辅同步控制,同时共直流母线连接并带有自动单元。调试时因为主轴已经连接在一起,要先单台调试确认旋转方向一致,在带电机运行前必须要确认机械抱闸已打开。



甲板控制室动力柜,柜内是两台110KW 变频器控制挖沙臂升降,其中包括两台抱闸控制装置,两台马达风扇,启动时得同时打开抱闸装置和马达风扇。为防止溜勾现象,设置变频器的集电极开路输出SPA 端子,启动时当频率到达3hz 时让抱闸打开,停止时当频率下降到3hz 时让抱闸闭合。每台变频器都需要先脱开电机测试外控按钮功能是否正常,然后再带电机设置参数。



四、变频器参数调试

主机光纤板接线:从左往右1-8 号脚分别接主机TA1、主机TC1、辅机TA1、辅机TC1、辅机COM、辅机DI411 故障输入)、主机COM、主机DI411 故障输入)。

各变频器参数设置:


五、应用效果

整条挖沙船配套变频器后,各设备运行安全、可靠,达到了挖沙船的工作要求。同时提高了自动化程度减轻了劳动强度,提高了生产效率、节电、环保,一举多得。普传科技的变频器在挖沙船上配套使用可以进一步推广。

 

应用案例二

一、挖沙船工作原理

挖沙船通过柴油发电机,来为挖沙船上的设备提供电力,进行挖沙作业。

链条挖斗式挖沙船的主要工艺流程分为:

1)首先在河底通过挖斗挖石头;(2)通过链条将挖斗挖到的沙石送进筛选箱;(3)通过筛选,不同大小的石头分别进入对应的传送带,然后通过传送带直接装到运输的船上。



二、变频器应用方案

挖沙船工艺流程框图



挖斗方案

2.1 挖斗现场要求

挖斗运行为两台380V355kW 级电机驱动,电机采用连轴的方式带动挖斗的链条,进行挖沙作业。

要求变频器驱动同时驱动两台电机,并且两台电机的转速一样,电流相差不大。另外控制挖斗的深度为380V93KW 的电机。

2.2 变频器设置

变频器采用两台450G 的变频器,并机驱动两台355kW 的电机。

变频器只需设置变频器主机的电机参数和客户端子控制的端子和输出信号的端子进行完成操作和监视,完成自动化控制。

并机后两台电机的电流工作在500A(根据挖到石料的多少会变化)左右,电流相差小于25A,并机电流相差小于5%,并机的效果很好。

另外,控制挖斗的深度电机采用110G 的变频器,变频器只需设置变频器的电机参数和客户端子控制的端子和输出信号的端子进行完成操作和监视,完成自动化控制。



筛选箱方案

3.1 筛选箱现场要求

筛选箱设备如下图,为一个不同孔径的圆形金属网固定在下面的圆形金属盘,圆盘不停的转动,不同尺寸的石料进入对应的传送带上,即完成筛选工作。

电机(45kW)通过减速箱后驱动金属盘,台电机通过金属轮驱动金属盘,属于并机驱动。所以,几台的变频器的转速要求一样,电流要求相差不大。

3.2 变频器设置

变频器采用55G 的变频器,并机驱动380V45kW 的电机。

变频器只需设置变频器主机的电机参数和客户端子控制的端子和输出信号的端子进行完成操作和监视,完成自动化控制。

并机后两台电机的电流工作在50A(根据石料多少变化)左右,电流相差小于2A,并机电流相差小于5%,并机的效果很好。


传输方案

4.1 现场要求

现场有个可以分别传送种不同的石料到运输船上。传输带采用380V22kW 电机。

4.2 变频器设置

变频器采用30G 的变频器,分别驱动380V22kW 的电机。

变频器只需设置变频器的电机参数和客户端子控制的端子和输出信号的端子进行完成操作和监视,完成自动化控制。


辅助设备

固定挖沙船的锚绳的绞盘,采用110G 的变频器,驱动380V93kW 的电机。变频器只需设置变频器的电机参数和客户端子控制的端子和输出信号的端子进行完成操作和监视,完成自动化控制。


船上生活用水采用了160KW 的变频器,驱动380V132kW 的电机。变频器只需设置变频器的电机参数,手动调节运行频率节能运行即可。

 

总结

挖沙船采用变频器的方案,变频器的调试简单方便。电气工艺的安装调试容易。

挖沙船采用变频器的方案后,从挖沙,筛选到装船全部采用了自动化工艺流程。减少了人力投入,降低了工人的劳动强度,最重要的是大大提高了挖沙船的工作效率,获得更大的经济效益。

 

 
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