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深圳市蓝海华腾技术股份有限公司
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挖沙船

日期: 2015-03-20
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一、行业情况
建筑行业的高速发展,建筑用沙量也在高速增长,海上挖沙船设备也在蓬勃发展。挖沙船在长江三角洲和珠江三角洲出海口分布比较多,出海口江水带着泥沙入海,淡水与海水相汇后,由于溶质不一样,产生细沙及其他溶质的沉淀,很多陆地河道冲击形成的细沙,沉降在三角洲出海口海底。挖沙船在江海口挖沙,首先可以生产很多的建筑用沙,其次可以疏通河海通道,避免了大型沙滩的形成,便于大型船只停泊港口建设。目前,挖沙船设备已经广泛的应用了变频调速系统,挖沙生产可控性提高,各工艺环节分别由系统控制调速,相互配合,使用无级调速,系统稳定可靠。
挖沙船包括很多系统工艺环节,包括:虹吸管上下提升、吸管水泵、侧推机械、容器斗提升、容器斗方位角度、送沙皮带等等,以上各环节配合完成了整个挖沙的过程。
挖沙船平时停泊在出海口外的大海上,海底沙不多了,就移动一些距离,寻找沙多的地方。当挖沙船侧面有装沙船停靠的时候,就开始进行挖沙生产,装沙船都是从岸边开过来的,船身可以装载很多沙。挖沙船送沙皮带伸展到装沙船仓上空,其船头的虹吸管三角架由变频调速往下探下去,虹吸管下探过程存在能量回馈,因此此部分变频需要加装制动电阻,使变频器母线电压不会很高。虹吸管到达海底碰沙的地方,吸管水泵也开始吸沙水了,根据吸上来的沙水来控制虹吸管的下探程度。虹吸管将沙水吸收上来到挖沙船仓底,是水沙混合物,侧推机械变频控制左右摆动进行水沙混合物搅匀,然后搅匀混合液进入容器斗里,无数个容器斗往上传动水沙混合物,传动过程由变频控制,提斗控制器控制容器斗的倾斜角度,控制装载水沙的容量。容器斗到达传动架的最上面时,沙沉降在容器斗底下,水在容器上面,传动架继续带动容器斗从最高点往下传动,容器斗口慢慢朝下,水也慢慢倒出,沙随后也倒到传动皮带上,传送皮带接着将沙送到装沙船上。这就是整个挖沙工艺过程。涉及到的电机功率都是几十几百KW, 十几台大功率变频器控制整个工艺过程。
二、现场技术要求
挖沙船上系统配置的大功率变频器一般都加装母线直流电抗器,增大功率因素,进行滤波处理。由于船上采用发电机发电供电方式,加装直流电抗器尤为关键。一般变频器控制虹吸管三角架时需要加装制动电阻,因为虹吸管三角架负载重,上下反复提升探沙,存在能量回馈导致母线电压升高,加制动电阻进行能耗制动,使母线电压保持在稳定状态,保证系统的稳定性。如果变频器功率超过75KW,还需要外置制动单元。现场观察采用的是IPC制动单元。
挖沙船上采用大功率普通三相异步电机,涉及电机参数有:额定功率75KW~280KW大功率电机,额定电压380V,额定转速1390~1460转不等,基本运行频率50HZ。根据电机功率等级,一一对应配置蓝海华腾变频器。
三、系统接线图
根据设备生产要求和系统方案得出如下的系统控制接线图:


挖沙船
图1

四、功能码的设置
挖沙船上应用变频器作调速,变频器涉及功能包括:端子启动和停止、电位器给定模拟量作调速;大功率变频器(一般大于55KW),由于船上采用发电机发电供电方式,那么必须在变频器直流母线+1、+2端接直流电抗器,增大变频器控制电机功率因素,减少谐波造成的控制不稳定性问题;虹吸管三角架在上下探沙过程中,负载比较重,存在能量回馈导致母线电压过高,为增加系统稳定性,变频器加制动单元和制动电阻,消耗掉回馈的能量,使母线电压保持稳定,增强系统稳定性。具体接线图见上图。
参数设置:端子控制启停及正反转P0.06=1、P5.00=2(正转)、P5.00=3(反转)、P3.09=0;电位器给定模拟量进行调速:P0.04=1;加减速设置P0.08=T1、P0.09=T2;制动单元及制动电阻使能:PA.09=1(能耗制动已使用)。
五、产品特点及优势
1、变频器输入电压适应范围广,满足船上发电机特殊电源供电;
2、变频器控制电机低频力矩大,响应快,满足了挖沙高负载快响应需求;
3、变频器软件独特的电流及电压控制能力,增强了系统控制的稳定性;
4、变频器保护功能强大,在海上特殊的空气环境下,提供全方位的保护,降低客户不必要的损失;
5、变频器内部器件加厚三防漆处理,提高系统在海上腐蚀性环境的应用寿命。
六、注意事项
1、变频器控制室严格防潮,避免盐份环境对设备腐蚀破坏;
2、定期进行系统保养。
 


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