專利名稱：一種可控硅定子調(diào)壓調(diào)速并聯(lián)運行電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于調(diào)壓調(diào)速電氣傳動控制技術(shù)，特別涉及一種滿足大型起重運輸機械中 大容量、多臺電動機，且需要進(jìn)行調(diào)速、具有穩(wěn)定低速運行用的三拖二模式的可控硅定子調(diào) 壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在冶金行業(yè)的煉鐵或煉鋼等車間中使用一種吊運液態(tài)金屬鐵水包或鋼水包的大 型鑄造起重機。按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其吊運鋼包的主起升機構(gòu)機械傳動系統(tǒng)必須采 用兩臺電機驅(qū)動，一旦一臺電動機出現(xiàn)故障，另一臺電機仍可在短時內(nèi)單獨工作一個循環(huán) (至少要求能夠完成下放運行)，將液態(tài)金屬包安全平穩(wěn)地下放到支撐面。其主起升機構(gòu)平 面布置圖，如圖1所示。目前的冶煉工藝和技術(shù)都比上世紀(jì)七、八十年代發(fā)生了很大變化，對起重機的傳 動控制系統(tǒng)的要求也有了較大的提高。為了提高產(chǎn)量和效率，一般都對起升機構(gòu)提出了調(diào) 速要求，以滿足準(zhǔn)確、快速對位的工藝要求。而出于成本的考慮，可控硅定子調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng) 就被廣泛的使用在起升機構(gòu)中。在一般情況下，都采用一臺調(diào)速裝置同時拖動兩臺電動機 的模式(簡稱一拖二模式)，以節(jié)約成本、減少備件數(shù)量以及維護(hù)工作量，并且只有這樣才 能滿足一臺電動機故障時，用剩余的一臺電動機繼續(xù)工作完成一個工作循環(huán)的目的。但是， 對于起吊重量超過300t，并且起升速度較高的鑄造起重機，由于每臺主起升機構(gòu)電動機的 容量(功率)較大(一般超過300kW)、電流較大(一般超過600A)，當(dāng)采用德國西門子公 司或芬蘭ABB公司的定子調(diào)壓調(diào)速控制系統(tǒng)時，因其輸出電流有限(單套裝置輸出電流在 1000A以內(nèi))，一套控制系統(tǒng)就不足以同時帶動兩臺電動機正常工作(兩臺電動機同時工作 需要2*600A = 1200A電流)。并且，如果不是電動機故障，而是調(diào)壓調(diào)速裝置故障時，就不 能滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不能實現(xiàn)繼續(xù)帶負(fù)載運行，完成一個工作循環(huán)的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服以上所述現(xiàn)有技術(shù)的可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置容量存在 的不能滿足大噸位起重機一拖二運行時容量不足的缺陷，提供一種即使一臺調(diào)壓調(diào)速裝置 故障，也能夠使大型起重機的主起升機構(gòu)繼續(xù)完成一個工作循環(huán)的三拖二模式的可控硅定 子調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種可控硅定子調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)，包括由轉(zhuǎn)換開關(guān)和可控硅定子調(diào)壓調(diào)速 裝置串聯(lián)組成的供電裝置，由轉(zhuǎn)換開關(guān)、電動機、轉(zhuǎn)子電阻器及接觸器組成的驅(qū)動裝置；其 特征在于所述的供電裝置有三套，驅(qū)動裝置有兩套；所述的三套供電裝置調(diào)節(jié)的輸出電 壓并聯(lián)后，再連接兩套驅(qū)動裝置并供電；其中三套供電裝置包括八臺轉(zhuǎn)換開關(guān)，三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置。即第一轉(zhuǎn)換開 關(guān)1、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)2、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)3、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)7，第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8、第六轉(zhuǎn)換開關(guān)9、第七轉(zhuǎn)換開關(guān)10和第八轉(zhuǎn)換開關(guān)11 ；即第一可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置4、第二可控硅定子 調(diào)壓調(diào)速裝置5和第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置6 ；三套供電裝置電路分別由第一轉(zhuǎn)換開關(guān)1、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)7、及第一可控硅定子調(diào) 壓調(diào)速裝置4串聯(lián)組成；由第二轉(zhuǎn)換開關(guān)2、第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8與第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝 置5串聯(lián)組成；由第三轉(zhuǎn)換開關(guān)3、第六轉(zhuǎn)換開關(guān)9與第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置6串聯(lián) 組成；兩套驅(qū)動裝置包括兩臺電動機，既第1號電動機12和第2號電動機13 ；兩套轉(zhuǎn)子 電阻器，即第一轉(zhuǎn)子電阻器16和第二轉(zhuǎn)子電阻器17 ；以及兩套接觸器，即第二接觸器14和 第二接觸器15 ；兩套驅(qū)動裝置電路分別由第七轉(zhuǎn)換開關(guān)10與第1號電動機12、第1號電動機的轉(zhuǎn) 子電阻器16及接觸器14組成；由第八轉(zhuǎn)換開關(guān)11與第2號電動機13、第2號電動機的轉(zhuǎn) 子電阻器17及接觸器15組成。本發(fā)明采用三臺可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置并聯(lián)運行，同時拖動兩臺電動機的傳動 模式(簡稱三拖二)，從設(shè)計角度去看，這種并聯(lián)工作系統(tǒng)，既解決了大型提升機構(gòu)傳動系 統(tǒng)中，雙電機運行時速度不同步或電流不均衡的問題，又解決了單個控制系統(tǒng)自我備份的 問題；從使用角度看，既可以滿足正常的運行狀況要求，又可以通過對裝置與電機的不同切 換方式，滿足用戶和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出的系統(tǒng)在一臺裝置或一臺電機事故狀態(tài)下仍然能驅(qū) 動電動機完成一個工作循環(huán)或短時低速運行等，避免引起整個生產(chǎn)線停工的要求。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用了上述技術(shù)方案，解決了單一可控硅定子調(diào)壓 調(diào)速裝置驅(qū)動兩臺電動機容量不足的問題，并滿足了冶金起重機安全規(guī)范中規(guī)定的故障運 行原則。并且具有以下突出實質(zhì)性特點和顯著有益效果(1)三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置并聯(lián)使用，克服了單套調(diào)速裝置容量不足的缺 陷，滿足起重機雙電機同時運行的要求。(2)三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置可互為備用，如有一臺裝置發(fā)生故障，可以迅速 地完成轉(zhuǎn)換，完成鑄造起重機規(guī)定的故障運行要求。(3)三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置并聯(lián)使用，提供了足夠的輸出電流，當(dāng)兩臺電動 機中的一臺故障時，通過切換，能夠提供單電機過載運行所需的足夠大的電流，完成鑄造起 重機規(guī)定的故障運行要求。本發(fā)明可廣泛地應(yīng)用在冶金和其它企業(yè)。


圖1是本發(fā)明的起升機構(gòu)布置平面示意圖；圖2是本發(fā)明的并聯(lián)主回路示意具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖1所示，大型起重機主起升機構(gòu)的機械傳動系統(tǒng)采用兩臺電動機12、13(第1號 和第2號電動機)驅(qū)動同一臺減速機18工作，減速機為大型長減速機，并在低速軸處硬連 接，最終帶動兩套鋼絲繩卷筒19、20纏繞鋼絲繩。
圖2所示，大型起重機主起升機構(gòu)的三拖二模式的可控硅定子調(diào)壓調(diào)速電氣控制 系統(tǒng)。該調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)包括三套供電裝置、及兩套驅(qū)動裝置，所述的三套供電裝置 調(diào)節(jié)的輸出電壓并聯(lián)后，再連接兩套驅(qū)動裝置并供電。其中所述的三套供電裝置包括八臺轉(zhuǎn)換開關(guān)，三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置；即第一 轉(zhuǎn)換開關(guān)1、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)2、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)3、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)7，第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8、第六轉(zhuǎn)換 開關(guān)9、第七轉(zhuǎn)換開關(guān)10和第八轉(zhuǎn)換開關(guān)11 ；即第一可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置4、第二可控 硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置5和第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置6 ；所述的三套供電裝置的電路分 別由第一轉(zhuǎn)換開關(guān)1、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)7、及第一可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置4串聯(lián)組成；由第二 轉(zhuǎn)換開關(guān)2、第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8與第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置5串聯(lián)組成；由第三轉(zhuǎn)換開關(guān) 3、第六轉(zhuǎn)換開關(guān)9與第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置6串聯(lián)組成。所述的兩套驅(qū)動裝置包括兩臺電動機，既第1號電動機12和第2號電動機13 ；兩 套轉(zhuǎn)子電阻器，即第一轉(zhuǎn)子電阻器16和第二轉(zhuǎn)子電阻器17 ；以及兩套接觸器，即第一接觸 器14和第二接觸器15 ；所述的兩套驅(qū)動裝置的電路分別由第七轉(zhuǎn)換開關(guān)10與第1號電動 機12、第1號電動機的轉(zhuǎn)子電阻器16及接觸器14組成；由第八轉(zhuǎn)換開關(guān)11與第2號電動 機13、第2號電動機的轉(zhuǎn)子電阻器17及接觸器15組成。所述第1號和第2號電動機的速度由三套供電裝置中的可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝 置、第1號電動機的電阻器16和第2號電動機的電阻器17、以及為切換電阻值大小而配套 第1號電動機的接觸器14、第2號電動機的接觸器15共同作用所決定。本發(fā)明可控硅定子調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)的工作方式大型起重機主起升機構(gòu)采用三拖二模式的可控硅定子調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)，在 正常運行時，可以實現(xiàn)二拖二運行或三拖二運行。二拖二運行時，可以是三套供電系統(tǒng)的任意二套工作。如第一轉(zhuǎn)換開關(guān)1、第二轉(zhuǎn) 換開關(guān)2、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)7與第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8合間，串聯(lián)上第一可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置4 與第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置5組成；也可以是第二轉(zhuǎn)換開關(guān)2、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)3、第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8與第六轉(zhuǎn)換開關(guān)9合 閘，串聯(lián)上第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置5與第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置6組成；還可以是第一轉(zhuǎn)換開關(guān)1、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)3、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)7、第六轉(zhuǎn)換開關(guān)9合閘， 串聯(lián)上第一可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置4與第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置6組成。三拖二運行時，則需將三套供電裝置的轉(zhuǎn)換開關(guān)和三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置 全部串聯(lián)才能組成。當(dāng)一臺電動機故障時，將與其串聯(lián)的轉(zhuǎn)換開關(guān)斷開，即可實現(xiàn)單電動機短時運行 完成一個工作循環(huán)的功能。如第1號電動機12發(fā)生故障時，需將第七轉(zhuǎn)換開關(guān)10斷開， 實現(xiàn)二套或三套供電裝置同時驅(qū)動第2號電動機13的狀態(tài)。此時應(yīng)注意的是，應(yīng)根據(jù)供電 裝置電流輸出能力、起重機所吊負(fù)載及電動機的電流、過載倍數(shù)等參數(shù)來決定是否能夠二 拖一安全運行，但保險的方案是三拖一，即三套供電裝置拖動一套驅(qū)動電動機。當(dāng)一套供電裝置故障時，可分兩種情況來處理1)單臺調(diào)壓調(diào)速裝置的輸出電流容量足夠，正常工作時采用二拖二運行方式 (如第一和第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置4、5運行)，此時將有故障的可控硅定子調(diào)壓調(diào) 速裝置(如第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置幻上、下相連的第二轉(zhuǎn)換開關(guān)2與第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8斷開，再將第三轉(zhuǎn)換開關(guān)3與第六轉(zhuǎn)換開關(guān)9合閘，使第一和第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速 裝置4、6同時投入運行，即可達(dá)到正常工作的目的。2)單臺調(diào)壓調(diào)速裝置的輸出電流容量不足，正常工作時就是采用三拖二運行方 式，此時先將有故障的可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置(如第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置5)上、 下相連的第二轉(zhuǎn)換開關(guān)2與第五轉(zhuǎn)換開關(guān)8斷開，再斷開一臺電動機(如第2號電動機 13)前串聯(lián)的轉(zhuǎn)換開關(guān)(如第八轉(zhuǎn)換開關(guān)11)，使用兩套第一和第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速 裝置4、6的電流輸出能力，共同驅(qū)動一臺電動機(如第2號電動機12)，達(dá)到二拖一短時 運行完成一個工作循環(huán)的目的。在正常運行和故障運行時，都要進(jìn)行不同的裝置參數(shù)設(shè)置，才能保證主起升機構(gòu) 系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。特別是單電動機運行時需注意1)電動機由兩臺工作變換為一臺工作了，相應(yīng)的可控硅調(diào)壓調(diào)速裝置的“電動機 電流參數(shù)”要改變，以達(dá)到電機過流保護(hù)功能。2)單電動機運行時，應(yīng)降低主起升機構(gòu)工作級別，不可以長時間運行，此時，電動 機工作在S3-25%狀態(tài)。3)單電動機運行時必須保證事故電動機還可以無障礙轉(zhuǎn)動，四臺制動器動作同
止
少ο4)單電動機運行時，無論是三套裝置并聯(lián)驅(qū)動，還是兩套裝置并聯(lián)驅(qū)動，都必須將 一臺裝置設(shè)定為主裝置，而另外的一套或兩套調(diào)壓裝置則必須設(shè)定為從裝置。應(yīng)用示例在為某鋼鐵公司設(shè)計的350/80t鑄造起重機，主起升機構(gòu)都是采用所述三拖二模 式的定子調(diào)壓調(diào)速控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)中動力回路電源采用AC380V、控制回路電源采用 AC220V;調(diào)速裝置選用三套西門子SIMOTRAS HD 6SG70系列產(chǎn)品并聯(lián)運行；電動機選用兩 臺國產(chǎn)HR系列500kW繞線電動機?，F(xiàn)場調(diào)試結(jié)束后已經(jīng)正常使用四年。實踐證明，這種 三拖二的并聯(lián)傳動系統(tǒng)，解決了雙電動機運行時速度不同步或電流不均衡的問題、系統(tǒng)自 我備份的問題，完全滿足了大型提升機構(gòu)傳動系統(tǒng)的正常運行要求以及在一臺調(diào)壓調(diào)速裝 置或一臺電機故障狀態(tài)下帶故障運行的要求。
權(quán)利要求
1. 一種可控硅定子調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)，包括由轉(zhuǎn)換開關(guān)和可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝 置串聯(lián)組成的供電裝置，由轉(zhuǎn)換開關(guān)、電動機、轉(zhuǎn)子電阻器及接觸器組成的驅(qū)動裝置；其特 征在于所述的供電裝置有三套，驅(qū)動裝置有兩套；所述的三套供電裝置調(diào)節(jié)的輸出電壓 并聯(lián)，再連接兩套驅(qū)動裝置并供電；其中所述的三套供電裝置包括八臺轉(zhuǎn)換開關(guān)，三套可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置；即第一轉(zhuǎn)換 開關(guān)(1)、第二轉(zhuǎn)換開關(guān)O)、第三轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)(7)，第五轉(zhuǎn)換開關(guān)(8)、第 六轉(zhuǎn)換開關(guān)(9)、第七轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)和第八轉(zhuǎn)換開關(guān)(11)；即第一可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝 置G)、第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置( 和第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置(6)；所述的三 套供電裝置的電路分別由第一轉(zhuǎn)換開關(guān)(1)、第四轉(zhuǎn)換開關(guān)(7)、及第一可控硅定子調(diào)壓調(diào) 速裝置串聯(lián)組成；由第二轉(zhuǎn)換開關(guān)O)、第五轉(zhuǎn)換開關(guān)(8)與第二可控硅定子調(diào)壓調(diào)速 裝置(5)串聯(lián)組成；由第三轉(zhuǎn)換開關(guān)(3)、第六轉(zhuǎn)換開關(guān)(9)與第三可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝 置(6)串聯(lián)組成；所述的兩套驅(qū)動裝置包括兩臺電動機，既第1號電動機(1 和第2號電動機(1 ；兩 套轉(zhuǎn)子電阻器，即第一轉(zhuǎn)子電阻器(16)和第二轉(zhuǎn)子電阻器(17)；以及兩套接觸器，即第一 接觸器(14)和第二接觸器(1 ；所述的兩套驅(qū)動裝置的電路分別由第七轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)與 第1號電動機(12)、第1號電動機的轉(zhuǎn)子電阻器(16)及接觸器(14)組成；由第八轉(zhuǎn)換開 關(guān)(11)與第2號電動機(13)、第2號電動機的轉(zhuǎn)子電阻器(17)及接觸器(15)組成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可控硅定子調(diào)壓調(diào)速電氣控制系統(tǒng)，包括由轉(zhuǎn)換開關(guān)和可控硅定子調(diào)壓調(diào)速裝置串聯(lián)組成的供電裝置，由轉(zhuǎn)換開關(guān)、電動機、轉(zhuǎn)子電阻器及接觸器組成的驅(qū)動裝置；其特點是供電裝置有三套，驅(qū)動裝置有兩套；所述的三套供電裝置調(diào)節(jié)的輸出電壓并聯(lián)后，再連接兩套驅(qū)動裝置并供電。它解決了大型提升機構(gòu)傳動系統(tǒng)中，雙電機運行時速度不同步或電流不均衡的問題，解決了單個控制系統(tǒng)自我備份的問題；可滿足正常的運行狀況要求，又可通過對裝置與電機的不同切換方式，滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和用戶提出的系統(tǒng)在一臺供電裝置，或一臺電機事故狀態(tài)下仍然能驅(qū)動電動機完成一個工作循環(huán)或短時低速運行等，避免引起整個生產(chǎn)線停工的要求。
文檔編號H02P5/46GK102142799SQ20111008585
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者劉煥江, 吳建華, 周亮亮 申請人:太原重工股份有限公司