一、用戶(hù)企業(yè)概況，以及該行業(yè)概況描述

建筑行業(yè)的高速發(fā)展，建筑用沙量也在高速增長(zhǎng)，使海上挖沙船設(shè)備在蓬勃發(fā)展。挖沙船在長(zhǎng)江三角及珠江三角出海口分布比較多，挖沙船在江海口挖沙，可以生產(chǎn)很多的建筑用沙，其次可以疏通河道，避免大型沙灘的形成，便于大型船只停泊港口建設(shè)。目前，挖沙船設(shè)備已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了變頻調(diào)速節(jié)能系統(tǒng)，使挖沙生產(chǎn)可控性提高，各工藝環(huán)節(jié)分別由變頻調(diào)速系統(tǒng)調(diào)速，相互配合，采用無(wú)級(jí)調(diào)速，系統(tǒng)更穩(wěn)定可靠。

挖沙船平時(shí)停泊在出?？谕獾拇蠛Ｉ?，海底沙不多了，就移動(dòng)一些距離，尋找沙多的地方。當(dāng)挖沙船側(cè)面有裝沙船?？繒r(shí)，就開(kāi)始挖沙生產(chǎn)，挖沙船通過(guò)傳送皮帶伸展到裝沙船倉(cāng)庫(kù)上空，其船頭的虹吸管三角架由于變頻調(diào)速往下探的過(guò)程中存在能量回饋，因此該部分變頻調(diào)速系統(tǒng)需要加裝制電阻，將電機(jī)再生電能的能量以熱能的形式消耗掉，使變頻器母線(xiàn)電壓不會(huì)很高。虹吸管到達(dá)海底，吸管水泵也開(kāi)始吸沙水了，根據(jù)吸上來(lái)的沙水來(lái)控制虹吸管的下探程度。虹吸管將沙水吸收上來(lái)到挖沙船倉(cāng)底（是水沙混合物），側(cè)推機(jī)械變頻控制左右擺動(dòng)進(jìn)行水沙混合物攪勻，然后攪勻混合物進(jìn)入容器斗里，無(wú)數(shù)個(gè)容器斗往上傳動(dòng)水沙混合物，傳動(dòng)過(guò)程由變頻控制，提斗控制器控制容器斗的傾斜角度，控制裝載水沙的容量。容器斗到達(dá)傳動(dòng)架的最上面時(shí)，沙沉降在容器斗底，水在容器上面，傳動(dòng)架繼續(xù)帶動(dòng)容器斗從最高點(diǎn)往下傳動(dòng)，容器斗慢慢朝下，水也慢慢倒出，沙隨后也倒到傳動(dòng)皮帶上，傳送皮帶接著將沙送到裝沙船上。

二、現(xiàn)場(chǎng)工況的工藝流程介紹

挖沙工藝流程：虹吸管下探→吸沙→過(guò)濾→第一洗沙倉(cāng)沖洗→翻斗車(chē)運(yùn)輸→第二洗沙倉(cāng)沖洗→翻斗車(chē)運(yùn)輸→儲(chǔ)沙斗→皮帶輸出→運(yùn)沙船。由于工況需要翻斗車(chē)運(yùn)輸皮帶輸出都需要調(diào)速。原有的調(diào)速采用變速箱。使用變速箱有很多缺陷，主要有：

1、不能作線(xiàn)性調(diào)速。

2、換皮帶輪太麻煩，勞動(dòng)強(qiáng)度大。

3、機(jī)械磨損大，且浪費(fèi)能源。

針對(duì)原有的調(diào)速方式存在諸多問(wèn)題我們采用變頻技術(shù)進(jìn)行改造。下面是我們?yōu)闁|莞凱鵬船廠改造實(shí)例。

三、該工況的技術(shù)要求

挖沙船系統(tǒng)配置的大功率變頻器一般都加裝母線(xiàn)直流電抗器，增大功率因素，進(jìn)行濾波處理，由于船上采用發(fā)電機(jī)發(fā)電供電方式，加裝直流電抗器尤為關(guān)鍵。一般變頻控制虹吸管三角架時(shí)需要加裝制動(dòng)電阻，因?yàn)楹缥苋羌茇?fù)載重上下反復(fù)提升探沙，存在能量回饋導(dǎo)致直流母線(xiàn)電壓升高，加制動(dòng)電阻進(jìn)行能耗制動(dòng)國(guó)，使直流母線(xiàn)電壓保持在安全電壓范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作。

挖沙船上采用大功率三相異步電動(dòng)機(jī)，涉及電機(jī)參數(shù)有：額定功率，額定電壓，額定轉(zhuǎn)速，基本運(yùn)行頻率。

四、解決方案

挖沙船上應(yīng)用的變頻調(diào)速系統(tǒng)涉及功能包括：端子啟動(dòng)和停止（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制）、電位器模擬量頻率給定調(diào)速；虹吸管三角架上下探沙過(guò)程中，負(fù)載較重，存在能量回饋會(huì)導(dǎo)致母線(xiàn)電壓過(guò)高，為增加系統(tǒng)穩(wěn)定性，變頻器需要加裝制動(dòng)單和制動(dòng)電阻，消耗掉回饋的能量，使母線(xiàn)電壓保持在安全電壓范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作。系統(tǒng)控制圖如下：

五、控制方法及參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置如下：F04=1（模擬輸入V2給定頻率）、F05=3（端子臺(tái)控制）、F09=30（加速時(shí)間）、F10=30（減速時(shí)間）、F13=60（最大頻率）、F17=60（上限頻率）、F27=1（自由停車(chē)）、F44=2（啟動(dòng)追蹤功能）、O20=60（定義模擬量輸入與頻率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，最大輸入頻率）。其他參數(shù)為出廠設(shè)置。

東莞某一挖沙船現(xiàn)場(chǎng)變頻器應(yīng)用：

132KW翻沙斗8臺(tái)，280KW皮帶傳送2臺(tái)。187KW虹吸管上下提升1臺(tái)。

應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)工藝要求：

啟動(dòng)、停止由變頻器鍵盤(pán)控制。132KW的變頻器頻率給定方式是鍵盤(pán)電位器給定，用帶旋鈕的大鍵盤(pán)；315KW的變頻器頻率給定方式是外接電位器給定（V1、V2、V3），用7000大鍵盤(pán)，因?yàn)榈谝粋€(gè)，需要與132KW顏色區(qū)別開(kāi)，另一個(gè)，需要正反轉(zhuǎn)操作。

利用產(chǎn)品的何種功能解決此應(yīng)用要求：

挖沙船的節(jié)能改造后，操作方便、簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置少。最主要的是對(duì)改造設(shè)備的保護(hù)，解決馬達(dá)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊（原用工頻啟動(dòng)時(shí)，會(huì)經(jīng)常燒接觸器，馬達(dá)）。另外現(xiàn)在油價(jià)越來(lái)越貴，沙船上用的電，都是柴油發(fā)電機(jī)提供，變頻改造以后省電，即省柴油，即在相同的工作周期內(nèi)降低費(fèi)用。

132KW用變頻器鍵盤(pán)基本操作；315KW用變頻器V1、V2、V3外接電位器調(diào)速功能和鍵盤(pán)操作。

遠(yuǎn)程控制臺(tái):

六、保養(yǎng)、維護(hù)或現(xiàn)場(chǎng)需要注意的事項(xiàng)

1、注意事項(xiàng)：

1）控制線(xiàn)路的距離比較遠(yuǎn)，在控制電路的布線(xiàn)方面應(yīng)充分注意，并采取各種必要的措施，避免主電路及相關(guān)設(shè)備中的強(qiáng)電信號(hào)產(chǎn)生的干擾進(jìn)入控制電路。

2）控制電路的布線(xiàn)應(yīng)和主電路電線(xiàn)以及其他動(dòng)力線(xiàn)分開(kāi)。

3）為了避免因干擾信號(hào)造成的誤動(dòng)作，在對(duì)控制電路進(jìn)行布線(xiàn)時(shí)應(yīng)采用屏蔽線(xiàn)或雙絞線(xiàn)。

4）布線(xiàn)距離應(yīng)以100M為參考基準(zhǔn)，當(dāng)布線(xiàn)距離超過(guò)100M時(shí)使用信號(hào)絕緣器或繼電器對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。

5）在連線(xiàn)時(shí)充分注意模擬信號(hào)線(xiàn)的極性。

下面給出屏蔽線(xiàn)的連接方式：

正確接法錯(cuò)誤接法

2檢查與維修保養(yǎng)

為了防止變頻器出現(xiàn)因元器件老化和異常等造成的故障，在變頻器的使用過(guò)程中必須定期進(jìn)行保養(yǎng)維修，并根據(jù)需要更換老化的元器件。

1）應(yīng)定期對(duì)變頻器進(jìn)行清掃、吹灰，保持其內(nèi)部的清潔及風(fēng)道的暢通。

2）保持變頻器周?chē)h(huán)境清潔、干燥，不要在變頻器附近放置無(wú)關(guān)物品。

3）安裝和維護(hù)變頻器后，要認(rèn)真檢查有無(wú)遺漏的螺釘及導(dǎo)線(xiàn)等，防止小金屬等物品掉入變頻器內(nèi)部造成內(nèi)部電路短路故障。

4）檢查操作面板顯示部分是否清楚，是否缺少字符。

5）檢查有無(wú)異常聲音或異常振動(dòng)，螺栓（緊固部分）是否松動(dòng)。有無(wú)變形損傷，有無(wú)過(guò)熱造成的變色，有無(wú)粘著灰塵，污損等等。

6）檢查濾波電容有無(wú)漏液、變色、裂紋、外殼膨脹，是否有顯著膨脹或其他明顯變形。

7）檢查制動(dòng)電阻有無(wú)因過(guò)熱造成的怪味或絕緣部裂紋，有無(wú)斷線(xiàn)。

8）檢查變壓器，電抗器有無(wú)異常的鳴叫聲或怪味。

9）檢查螺絲類(lèi)、連接插件是否松動(dòng)，是否有怪味、變色，是否有裂紋、破損、變形或顯著生銹，電容器是否有漏液、變形痕跡。

10）檢查冷卻風(fēng)扇有無(wú)異常聲音或異常振動(dòng)，螺栓類(lèi)是否有松動(dòng)，有無(wú)因過(guò)熱而出現(xiàn)的變色。

11）檢查通風(fēng)道散熱片、進(jìn)氣排氣口的間隙是否堵塞或附有異物。

七、總結(jié)

改造后的設(shè)備運(yùn)行安全、可靠，達(dá)到了吸沙船工作的工藝要求。同時(shí)減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)率，節(jié)電、環(huán)保，一舉多得。更造后有以下優(yōu)勢(shì)：

1、變頻器輸入電壓適應(yīng)范圍廣，能夠滿(mǎn)足船上發(fā)電機(jī)組供電的需要；

2、變頻器全方位的保護(hù)功能，在海上特殊的工作環(huán)境，使變頻控制系統(tǒng)更穩(wěn)定可靠；

3、提高運(yùn)行可靠性，平滑加減速，運(yùn)行平穩(wěn)，防止滑落。