斗式提升机电气控制系统优化

李云双

（东北大学设计研究院（有限公司），沈阳 110013）

在氧化铝厂通常采用斗式提升机对砂状氧化铝进行提升和运输，所以，在电气设计中选择斗式提升机的启动和控制方式非常重要。随着设备大型化，斗式提升机功率也在不断增大，在电气设计中采用更加合理的启动和控制方式，对于斗式提升机整体性能的提高起到了关键作用。

1 传统电气控制方式

斗式提升机传统是采用直接启动方式，启动电流是额定电流的5～7倍，由于启动电流很大，对斗式提升机的机械部件冲击很大，经常会出现机械部件的损坏，从而导致现场维修工作量增大，还需要经常更换机械部件。在控制上，采用继电器对斗式提升机只是单一的启停控制，设置保护也不全面，当出现故障时不能快速停机。

2 变频调速控制方式[1-2]

对斗式提升机采用变频器进行启动控制，可以实现全频率范围内的恒转矩控制和无级平稳加减速，提高了系统的安全水平。同时，用软件代替继电器实现提升速度控制，减少了设备维护工作量。

2.1 斗式提升机采用变频调速的优点

（1）启动电压范围变宽：可以满足±20%的启动电压范围，应付大功率、长距离电机的启动电压降。

（2）控制性能大幅提高：可以实现恒转矩提升，不会因为电压波动影响斗式提升机的正常运转。

（3）负载能力增强：由于启动力矩大，能够实现电机的软启动。

（4）可以实现电机无级调速：加、减速过程平滑，电流冲击小，降低了机械冲击的强度。

（5）现场控制方式灵活：易于与外部控制设备接口相结合。

（6）运行安全稳定：采用能耗制动、回馈制动等方式，将再生能量回馈给电网，解决位能负载在快速、减速和急停时的再生发电能量处理问题。

在治疗期间所有患者禁止食用难以消化、油腻性、刺激性的食物,对照组患者采用常规药物治疗,即口服吗丁啉,10mg/次,一天三次[2]。研究组患者加强针刺穴位治疗,其具体如下:取双侧四缝穴,位置在第二到第五指掌面,第一、二节横纹中央。用五号、六号注射针头,左手扶住手指,刺手快速点刺。点刺深浅根据年龄、体质决定,刺后用双手挤出少许血液或淋巴液即可。取坐位,双手伸开,常规消毒,将五号、六号注射针头,垂直、快速的刺入穴位,快速起针,不用留针。

（7）在低速段运行时节能效果明显。

2.2 变频器的选择

用于氧化铝提升和运输的斗式提升机电机功率通常为鼠笼式异步电动机，相应地可选用英威腾IPE200四象限单传动重载变频器，为避免谐波影响在变频器前需要串联输入电抗器，为补偿分布电容的影响在变频器后需要串联输出电抗器。

2.3 IPE200四象限单传动重载变频器

IPE200四象限单传动重载变频器采用IGBT作为主回路功率器件，由微处理器实现全数字化控制，其控制软件专门为提升机、皮带输送机等负载设计，可以设置多种参数以满足在不同工况下运行的需要，具有以下特点。

（1）控制方式：无PG矢量控制、有PG矢量控制、V/F控制。

（2）起动转矩：有PG矢量控制时，OHZ输出200%额定转矩；无PG矢量控制时，0.5Hz输出150%额定转矩，满足重载起动的要求。

（3）过载能力：150%额定电流过载时间60s，180%额定电流过载时间10s，200%额定电流过载时间1s。

（4）自动电压调整：自动保持输出电压恒定。

（6）采用国际标准通讯协议。（7）多种运行控制及保护功能。

3 电气控制系统优化[3]

3.1 电机控制方式的优化

对斗式提升机采用IPE200四象限单传动重载变频器进行启动和控制，减小了启动电流，使启动速度平稳，能够保障远距离、大容量斗式提升机的软启动和软停车。

电动机控制采用集中和分散相结合的控制方式，既可实现在斗式提升机的上部和下部分别进行启停控制，又可实现PLC集中控制。在斗式提升机启动前设置预警电铃，对周围的人员进行预警，在响铃15～30s后，再对斗式提升机进行启动。同时，也将电机的手/自动信号、运行信号、故障信号、备妥信号以及各种安全保护信号送至PLC进行集中监测。

3.2 对配套保护装置的优化

为保证斗式提升机安全可靠地运行，需要对斗式提升机设置相应的保护装置，并接入电气控制系统。

3.2.1 堵料开关

在溜槽上安装干簧管，正常工作时，干簧管紧靠磁铁，干簧管闭合，常闭点控制接触器线圈吸合。当发生堵料时，磁钢离开干簧管，干簧管断开，斗式提升机被闭锁停机。

3.2.2 速度检测

在提升机尾轮轴的轴心安装一个接近开关，用来检测斗式提升机的转速，保证启动时快速达到相对稳定的转速；正常工作时，如果检测到转速低于额定转速，就会及时报警停车。

（3）跑偏开关

料斗带跑偏极易引起料斗与机筒的撞击和料斗带的撕裂，当发生时应立即停机，排除故障。斗式提升机设置二级跑偏开关，一级跑偏用于报警，二级跑偏用于停机。

4 结语

在斗式提升机的电气控制系统设计中，为提高电动机的启动和运行性能，采用变频调速装置进行启动和控制，降低了斗式提升机机械部件损坏和维护工作量，保障了斗式提升机的安全、可靠运行，同时提高了氧化铝厂的生产效率。