圓方坯拋丸機拋頭用電機變頻改造

【摘 要】圓、方坯拋丸機是利（lì）用拋丸工（gōng）藝清（qīng）除圓鋼、方鋼等（děng）件表麵氧化（huà）皮和鋼材因軋（zhá）製而形成的表麵鱗層。 拋丸機的4台主拋頭電機原來（lái）采用（yòng）接觸器星三角啟動控（kòng）製模式，在生產實踐過程中（zhōng）接觸器（qì）以及電機損（sǔn）壞頻繁故障率較高，更（gèng）換電機比較費時費力（lì），導致維修（xiū）工（gōng）作量很大增加（jiā）了維護成本。 現改（gǎi）用變頻器替代（dài）原來的接（jiē）觸器控製模式（shì）後，故障率減小，運行效率（lǜ）提高，電耗降低。

　　1、拋丸機簡介：
　　1.1、機器用途和主要係統組成：
　　拋丸機是利用（yòng）拋丸工藝清除圓鋼、方鋼等件表（biǎo）麵氧化（huà）皮和鋼材因軋製而形成的表麵鱗層。 圓鋼坯經（jīng）拋丸清理後其全部（bù）表麵除鏽標準達（dá）到 GB892 要求的（de） Sa 2.5 *，表麵粗糙度達到（dào）的要求 Ra25 -50。 拋（pāo）丸機由拋丸主機（jī）係（xì）統，拋丸室輥道輸送係統，加料裝置，卸（xiè）料裝置，除塵係（xì）統，液壓控製係統（tǒng），氣動控製係統和電氣控製係統組成。
　　1.2 工作原理
　　1.2.1 工件清理（lǐ）順序
　　天車卸料→方鋼（gāng）分料和圓鋼攤料→步移加料→前輥道輸送→拋丸清理→後輥道輸送 →步移卸（xiè）料→推集（jí）料→儲（chǔ）料→天車（chē）吊出（chū）。
　　1.2.2 彈丸循環（huán）順序
　　彈丸儲存（cún）→ 流量控製→拋丸清理工作→橫螺（luó）旋輸送→縱螺旋輸送→拋丸處理工件（jiàn）→鬥式提升機垂直提升→丸渣
分離器→儲（chǔ）丸鬥(再循環)粉塵處理順序拋丸（wán）室粉塵→分離器粉塵→蝶閥風量控製（zhì） →慣性沉降室→濾筒（tǒng）器→板式（shì）淨化器（qì）→排入大氣（qì）
　　1.2.4 工藝布置（zhì）
　　根 據工件特點，采用液壓加卸料、V 形輥道輸送、拋丸除鏽、濾筒淨化除塵係統、液壓控製係（xì）統、氣動（dòng）控製係統、全自動電（diàn）控係（xì）統，使圓鋼（gāng）達到自動加料、自動卸料及拋丸清（qīng）理的要求。
　　2、拋丸機拋頭主電路分析與改進：
　　原廠設（shè）計拋頭啟動控（kòng）製方（fāng）式（shì）采用星三角形。分析（xī）優缺點：
　　2.1 星三角起動法適用於正常運行時繞組為三角形聯（lián）接的電動機，電動機的三相繞組的六個出（chū）線端都要引出，並接到轉換開關上。 起動時，將正常運行時三角形接法的定子繞組改接為星形聯接，起動結束後再換為三角形連接。 轉換延時由 PLC 內程序設置。 一般說來，不需要添置（zhì）啟動設備，有啟動開關或交流接觸（chù）器等控製設備就可以（yǐ）實現（xiàn）。
　　2.2 在實際生產中，拋丸機的拋頭電機由於頻繁啟停，接觸器動作頻繁，主觸點（diǎn）容易拉弧損（sǔn）壞，需要（yào）經（jīng）常更換。 而且由於一些機械故障的（de）原（yuán）因經常導致電機堵轉過載等情況，電（diàn）機電流突然增大電機絕緣容易損壞，經（jīng）常出現電機絕緣燒毀故（gù）障。 使用的電機額定功率（lǜ） 37kW、額定頻（pín）率 50Hz、額定轉速 2950r/min，由於彈丸拋射出來的力和（hé）加速度受電機的（de）轉速控製，電（diàn）機一直在額定（dìng）轉（zhuǎn）速下高速運行導致拋丸器的內部（bù）耐磨件磨損較快，需經（jīng）常更換無形之中也加大了維修成本。
　　3、變頻器改造方案：
　　3.1、變頻器原理（lǐ）：

　　變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技（jì）術，通過改變（biàn）電機工作電（diàn）源頻率方式來控製交流電動（dòng）機的電力控製設備。 變頻器主要采用交—直—交方式 （VVVF 變頻或矢量控製變頻），先把工頻交流電（diàn）源通過整流器轉換（huàn）成直流（liú）電源，然後再（zài）將直流電源轉換成頻率、電壓均可控製（zhì）的交流電源（yuán）以供給電動機。 變頻（pín）器主要（yào）由整流（交流變直流）、濾波、再次整（zhěng）流（直流變（biàn）交流）、製動單（dān）元（yuán）、驅動單元、檢測（cè）單元（yuán）微處理單元等組成的。
　　3.2變頻器通訊控製的特點
　　控 製回路（lù）采用變頻（pín）器與 PLC 通過 PROFIBUS-DP 網（wǎng）絡進行通（tōng）訊控製（zhì），此種控製具有故障率低、抗幹擾性好（hǎo）、可靠性高、運行穩定等優點；PROFIBUS-DP 總線控製， 還可節省大量的控製電纜及安裝費用，安裝（zhuāng）簡單,維護方便。 係統硬件配置如圖 1。
係統（tǒng）硬（yìng）件配置圖1
　　3.3 具體改造步驟
　　3.3.1 在主電路中將原有的接（jiē）觸器拆除;
　　3.3.2 安裝交流輸入電抗器（其作用改善變（biàn）頻（pín）器輸入功率因素、減少（shǎo）輸入電流諧波、消除電源相間電壓不平衡引起的電流不平衡、抑製（zhì）電源浪湧）；
　　3.3.3 安裝（zhuāng）變頻器（輸入側與輸出側接線不能接反）；
　　3.3.4 安裝交流輸出電（diàn）抗器（其（qí）作用減（jiǎn）少變（biàn）頻器輸出諧（xié）波、抑製變（biàn）頻器產生的無線電幹擾、減少輸出側的共模（mó）幹擾和電機軸承電流）；
　　3.3.5 連接 profibus-DP 通訊模塊。
　　4、原（yuán）設計拋頭電流：
　　原來的拋頭電流是通過電器櫃內電（diàn）流互感器與操作台上的電（diàn）流表（biǎo）連接顯示，互感器型號：42L6 150/5,電流表型號：BH0.66 150/5，但在實際作業中由（yóu）於電氣櫃與現場操作台有一定距離，電流表上顯（xiǎn）示（shì）的電流與實際（jì）值相（xiàng）比存在一定誤差，數值不（bú）準確，給操作人員查看電流以及添加拋丸彈（dàn）丸帶來不便。
　　現 通過觸摸屏（píng）與 PLC 通（tōng）訊直接將相應的參數顯示（shì）在觸摸屏（píng）上（shàng）。能準確顯示拋丸電流。 解決（jué）了接（jiē）觸器（qì）控（kòng）製的電流顯示誤差問題。 相應的增加了電機（jī）電流過高報警畫麵（miàn）進行提示，保證了設備的穩定運（yùn）行。
　　5、改用變頻（pín）器後的好處：
　　5.1 拋（pāo）丸機拋頭變頻器采用 V/F 模式，控製方式靈（líng）活多變。 啟動轉矩大，啟（qǐ）動平（píng）緩，在改變電壓的同時也改變頻率，實現無極調速，所以對（duì）電網幾乎沒什麽影響。 另外，變頻器自帶各種保護：短路、缺相、過流、過載、欠流、過壓、欠壓（yā）、超頻、特低頻（此時電流很大）等等，而且變頻器自己實時顯示相關的（de）電參量，做到實時監視。
　　5.2 在實際操作中，變頻器可根據丸閘開啟程（chéng）度的彈丸量和現場鋼坯材質和（hé）拋丸（wán）要求情況調整電（diàn）機頻率，確保設備完好的情（qíng）況（kuàng）下也能滿足生產要求（qiú）。 現（xiàn）生產現場變頻器頻率控製在 35Hz-40Hz 之間（jiān）,達到了一定的節能效果。
　　5.3 變頻改造後設備運行故障率很低、提高了係統運行的穩定性、延長了拋頭（tóu）耐磨件的使用周（zhōu）期（qī）、降低了（le）備（bèi）件成本（běn）和維修工（gōng）的工作量（liàng）。
　　5.4 變頻器、 觸摸屏、PLC 通過 PROFIBUS-DP 網絡傳輸數據可以在本地或遠程進行控製、監測和參數設定。

　　6、結（jié）語：

　　隨著工（gōng）業的發展，變頻器（qì）在工廠設備中的應用越來越廣（guǎng）泛，變頻調速以其優異的調速和起製（zhì）動性能，高效率、高功率因（yīn）數和（hé）節電效果，廣泛的適用範圍及其它（tā）許多優點（diǎn）而被國內外公認為較有發（fā）展前途的調速（sù）方式。 變頻調速能從簡單的手動控製到基於 RS-485 網絡的多機控製，與計算機和 PLC 聯網組成複雜的（de）控（kòng）製係統。 這一技術正越來越廣泛的深入到（dào）行業中。 它的節能、省力、易於構成自控係統的顯著優勢應用變頻調速技術也（yě）是（shì）改造挖潛、增加效益的一條（tiáo）有（yǒu）效途徑。采用變頻調速裝置將使企業獲得巨大的經濟利（lì）益。