林 梅

新疆鋼鐵學(xué)校，新疆烏魯木齊 830022

0 引言

隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，交流調(diào)壓調(diào)速技術(shù)的成熟，國產(chǎn)交流調(diào)壓調(diào)速成套裝置成本較低，已得到廣泛使用。

新疆八鋼股份公司鋼渣廠的2臺75/30t行車使用的國產(chǎn)某交流調(diào)壓調(diào)速裝置對30t付起升進(jìn)行調(diào)速控制，在此文中，我將對其原理、功能、維修等進(jìn)行說明。

1 調(diào)壓調(diào)速裝置概述

鋼渣廠所用交流調(diào)壓調(diào)速裝置是根據(jù)ABB公司設(shè)計制造的交流調(diào)壓調(diào)速系列產(chǎn)品的國產(chǎn)改進(jìn)型，是屬于異步電機(jī)轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)中的調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)，線路簡單，調(diào)試容易，維修方便，成本低廉，便于對原交流拖動系統(tǒng)的改造應(yīng)用。但在低速時，由于電動機(jī)的轉(zhuǎn)差損耗增大，致使電動機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，效率亦隨之降低，在實際應(yīng)用中主要用于一些屬于短時工作制和短時重復(fù)工作制的調(diào)速系統(tǒng)，在對起重機(jī)械的電氣控制中應(yīng)用較為廣泛。

1.1 調(diào)壓調(diào)速方法

調(diào)壓調(diào)速裝置采用繞組Y聯(lián)結(jié)時的三相分支雙向控制電路，調(diào)壓時用相位控制，裝置采用雙脈沖觸發(fā)電路和相位控制。相位控制輸出電壓較為精確，調(diào)速精度較高、快速性好，低速時轉(zhuǎn)速脈動較小。該電路還可以實現(xiàn)電機(jī)的反轉(zhuǎn)制動和能耗制動。

1.2 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的特性分析

為了獲得良好的靜、動態(tài)性能，系統(tǒng)采用了雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和電流，二者之間實行串聯(lián)聯(lián)接，從閉環(huán)結(jié)構(gòu)上看，電流調(diào)節(jié)環(huán)為內(nèi)環(huán)；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)環(huán)為外環(huán)。兩個調(diào)節(jié)器一般都采用PID調(diào)節(jié)器，兩個調(diào)節(jié)器的輸出都是帶限幅的，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR的輸出限幅（飽和）電壓是Uim，它決定了兩個電流調(diào)節(jié)器給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器ACR的輸出限幅電壓是Uctm,它限制了晶閘管整流器輸出電壓的最大值。

2 調(diào)壓調(diào)速裝置系統(tǒng)的組成

裝置使用3相交流電壓，每相具有兩個反向并聯(lián)的晶閘管（共有6個反向并聯(lián)晶閘管）其中兩相配有二套反向并聯(lián)的晶閘管，相序可以從L1、L2、L3變化為L1、L3、L2，用于電機(jī)的反向運行。

調(diào)壓裝置有控制板A1，邏輯板A2，調(diào)整板A3和電源選配單元A4等四塊電路板組成。

1）主控制板A1

主控制板A1主要有給定輸入電路，斜坡發(fā)生器電路，速度調(diào)節(jié)器電流反饋電路，電流調(diào)節(jié)器，反向邏輯，觸發(fā)脈沖相位控制器，主電壓監(jiān)測電路組成。

2）邏輯板A2

邏輯板A2主要有：各外部信號輸入/輸出電路，轉(zhuǎn)矩故障保護(hù)電路，轉(zhuǎn)子電阻切換K1和K2控制電路，制動器控制電路，零速指示電路組成。

3）調(diào)整板A3

調(diào)整板A3主要有：電機(jī)實際速度反饋調(diào)節(jié)，電機(jī)電流限制調(diào)節(jié)，斜坡發(fā)生器調(diào)節(jié)和各種調(diào)節(jié)電位器，電容組成。

4）電源選配單元A4

電源選配單元A4板主要有：電壓測量電路，觸發(fā)脈沖變壓器電路，脈沖輸出電路等組成。

3 調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的節(jié)能及制動

3.1 節(jié)能

根據(jù)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)下降運行時產(chǎn)生超過同步轉(zhuǎn)速的特點，設(shè)置有超同步給定調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)切換轉(zhuǎn)子回路所串電阻，可使超同步速度達(dá)到110%～120%的額定速度，使電動機(jī)工作在發(fā)電狀態(tài)，回饋電能。

3.2 制動

設(shè)置有零速調(diào)節(jié)，起重機(jī)下降速度到額定速度的10%左右時，控制機(jī)械抱閘動作，并且在抱閘動作后，電動機(jī)有0.06s～0.6s的電氣制動時間，來防止重載溜鉤。

4 調(diào)壓裝置故障檢查及處理

此裝置在實際使用中也發(fā)生一些故障，下面介紹本人與企業(yè)技術(shù)人員在維修過程中遇到的實際故障及處理方法：

4.1 故障實例

2008年12月安裝調(diào)試完畢后，開始運行，1#行車主要用于起吊并傾翻煉鋼廠鋼渣渣盆，2#行車主要用來吊掛電磁鐵進(jìn)行渣鐵磁選作業(yè)。2009年5月份，1#行車擊穿B相兩只晶閘管模塊，經(jīng)過相關(guān)檢查后未發(fā)現(xiàn)有其他異常，隨即更換兩只新模塊，試車運行正常。為了防止有可能發(fā)生的大電流沖擊，分別在2臺行車調(diào)壓裝置的交流輸入側(cè)串接了一只三相電抗器。6月份在起吊傾翻過程中數(shù)次發(fā)生轉(zhuǎn)矩故障，復(fù)位后正常。但是故障時有時現(xiàn)，影響作業(yè)的連續(xù)性，咨詢制造廠家，回復(fù)可能是操作上的原因，隨后詢訪行車操作工，并對操作工的操作方式和動作進(jìn)行跟蹤觀察，同時用鉗形表檢測運行電流，均未發(fā)現(xiàn)異常，后來檢查各控制電路板和外部回路基本沒有問題，在對可控硅測量中，發(fā)現(xiàn)B相有一只可控硅陰極與控制極的直流阻值為100Ω左右，比其它各相橋可控硅陰極與控制極的直流阻值6Ω～9Ω偏大。判斷可能是因為此只可控硅門極阻值過大，觸發(fā)脈沖未能可靠的觸發(fā)導(dǎo)通所致，在更換了這只可控硅后，轉(zhuǎn)矩故障再沒發(fā)生過。

4.2 一般故障的檢查方案

根據(jù)下述步驟可找出設(shè)備中存在的大多數(shù)故障。應(yīng)按下列次序逐步進(jìn)行：

1）癥狀：注意操作工所觀察到的故障現(xiàn)象。

電源：檢查控制器的供電電源（主回路和輔助回路）以及控制器和電機(jī)之間的電纜連接。

2）內(nèi)部電壓：檢查24V直流和110V直流電壓。

外部控制：是否外部連鎖使控制器關(guān)機(jī)。試著進(jìn)行控制器的手動起動。進(jìn)行手動關(guān)機(jī)和給定設(shè)定。

3）速度反饋：測速發(fā)電機(jī)反饋電壓是否合適。外部主令控制器是否狀態(tài)良好。

轉(zhuǎn)子線路：滑環(huán)和電刷的狀態(tài)。轉(zhuǎn)子電阻的狀態(tài)。

4）過熱：檢查控制器上的過熱元件和電路板上的褐色斑點。

5）晶閘管：晶閘管靜態(tài)性能是否劣化。通過測量電阻判斷：＜100Ω≌短路。

6）電路板上的調(diào)整：檢查線路板內(nèi)電位器的設(shè)定同調(diào)試記錄中有關(guān)的設(shè)定值是否相符合。

5 結(jié)論

經(jīng)過對調(diào)壓調(diào)速技術(shù)產(chǎn)品的實際應(yīng)用和維護(hù)修理，表明交流調(diào)壓調(diào)速的方式比較適合用于對調(diào)速精度、調(diào)速范圍要求不太高的一般冶金工礦業(yè)中小功率起重機(jī)，與變頻調(diào)速器相比較，價格低廉結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)修理也較為容易，調(diào)速效果平滑，基本滿足實際使用要求。

[1]肖蘭.電機(jī)與拖動.中國水利水電出版社.

[2]孫忠獻(xiàn).電機(jī)技術(shù)與應(yīng)用.福建科學(xué)技術(shù)出版社.

[3]諸葛致.電機(jī)及拖動基礎(chǔ).重慶大學(xué)出版社.

[4]KJT交流調(diào)壓調(diào)速裝置.上海智大.