富凌變頻器在挖沙船上的應用

富凌變頻器在挖沙船上的應用

一、引言：

沙是建筑行業最基本材料之一，需求量大。如何獲得大量的沙，滿足現代建筑的需求，在眾多的取沙設備中，挖沙船是最廣泛的使用設備之一。

挖沙船又稱挖沙機械，扒沙王，顧名思義即采掘沙石、沙礦的機械設備工具。一般為電動遷移式或柴油機械動力式，多為流動作業之用。內陸河道挖沙船日采沙能力幾十噸、到幾千噸不等。船體采用拼裝式箱型結構。配有挖掘裝置、篩選裝置、提升裝置、傳送裝置等。通過電機驅動挖斗上料，石塊通過篩選傳由輸送帶傳出，沙子由輸送帶傳到指定地點。 大型河道或江河出?？谧鰳I的采沙船機械化和自動化程度極高，一條挖沙船船即可成為一個生產單位，可以實行采沙和沙石分離精選全過程。

二、使用變頻器的優點

挖沙船的工作原理：挖沙船利用水力的作用，將高壓水槍噴射出的水柱沖起的細沙、海沙等在水泵的作用下有管道輸送到目的地。操作簡便，效率高，適用于河道疏浚、湖泊水庫清淤、圍海造田、港口碼頭清理、抽黃砂，建筑沙等。該設備由船體、輸送系統、進水系統、排空系統等組成，輸送系統包括動力、離合器、抽沙泵等，排空系統包括高壓水泵、抽真空裝置等。

挖沙船的系統工藝環節包括:吸沙管、側推機械、容器斗提升、容器斗方位角度、皮帶輸出等至運沙船。目前在入?？谧鳂I的大型挖沙船操作使用方法：是靠虹吸管從海底將泥沙吸到船上，然后經過清水清洗，對泥沙進行分離。左右輪斗將沙從清洗池運送到沙槽內，再通過左右橫向皮帶將沙輸送到運沙船上，完成挖沙的過程。由于工況需要吸沙管（虹吸管）、吸沙管（虹吸管）三腳架、容器斗、運輸皮帶輸出都需要調速。

原有的調速采用直接啟動或降壓啟動變速箱。直接啟動的缺點是：啟動電流較大，對設備有明顯的沖擊，船體震動厲害。這就對船上設備的安裝和維護要求很高，否則會因連接處松動造成接觸不良或松脫而發生事故。

使用變速箱的缺陷主要有：

1．不能作線性調速。

2．換皮帶輪太麻煩，勞動強度大。

3．機械磨損大，且浪費能源。

隨著電動機的普及應用和方便操作，以及變頻技術的大力推廣應用，和調速靈活等特點，目前挖沙船也多采用變頻調速的電動機傳動系統。

使用變頻器的優點：

1．實現了設備的軟啟動和軟停機，減少了對電氣、機械和發電機等設備的沖擊。運行安全系數增大，延長了設備的使用壽命，減少了設備的維護量。

2．利用它的軟啟動功能，相應的柴油發電機機組、一次回路的電器元器件與動力電纜都可以按照實際工況進行選型配置，節約了投資、運行和維護成本。

3．變頻器靈活的無級調速，使得吸沙、清洗、輸送很容易合理匹配，取得工作效率、經濟效益最大化。

三、改造實例

富凌變頻器在廣東東莞某挖沙船改造實例

現場應用變頻器改造設備名稱，計有：315KW虹吸管1臺、 220KW虹吸管三腳架2臺、250KW翻沙提升斗2臺，280KW皮帶傳送帶2臺。

變頻改造方案：

1．變頻器安裝在電氣室，啟動/停止均由外部端控在駕駛艙控制臺操作，電位器調速。

2．變頻器操作面板引至駕駛艙控制臺，方便駕駛室操作、查看設備運行情況。

3.控制線全部使用屏蔽線，以增強抗干擾能力。動力線亦按照規范使用船用級電纜。

4．虹吸管提升、下落原使用頻敏變阻器，改為變頻器調速，因有慣量回饋，需要加裝制動單元和剎車電阻，以使母線電壓保持穩定，保證系統穩定性。原使用的電磁抱閘仍然保留使用。其它設備則不需加裝制動單元和剎車電阻。

5．船上采用發電機供電方式，需要在變頻器直流母線端子加裝直流電抗器，以提高變頻器控制電動機功率因數，抑制高次諧波，增加控制系統的穩定性。

四、變頻器接線圖與設置參數

1．變頻器接線圖示

2．參數設置

F0.00=1    V/F控制模式

F0.01=1    運行指令外部端子

        F0.03=1    頻率指令模擬量VI設定

   F0.19=0    減速停機

  F2.01=1    正轉運行

  F2.02=2    反轉運行

  F2.03=3    三線式運行控制

        F2.07=3    三線式控制

        F2.21=3    故障常開輸出

五、改造效果：

挖沙船使用富凌DZB300變頻器改造后，操作簡單方便，設備運行安全、可靠，對改造的設備起到了很好的保護作用。軟啟動方式解決了電機啟動時的電流沖擊，原使用工頻啟動時，會經常燒壞接觸器，電機。另外挖沙船上用的電，都是柴油發電機提供，變頻改造以后省電，即省柴油，即在相同的工作周期內降低費用。富凌變頻器輸入電壓適應范圍廣，能夠適合船上發電機特殊電源供電。變頻器控制電機低頻轉矩大，動態響應快，達到了挖沙設備負載重、響應快的要求。變頻器保護功能強大，在海上特殊的空氣環境下，提供了完善的保護，增強了設備運行的可靠性。使用富凌變頻器調速改造，達到了挖沙船工作的工藝要求。同時，減少了設備的維護工作量，減輕了勞動強度，提高了生產效率。