富凌变频器在挖沙船上的应用

富凌变频器在挖沙船上的应用

一、引言：

沙是建筑行业最基本材料之一，需求量大。如何获得大量的沙，满足现代建筑的需求，在众多的取沙设备中，挖沙船是最广泛的使用设备之一。

挖沙船又称挖沙机械，扒沙王，顾名思义即采掘沙石、沙矿的机械设备工具。一般为电动迁移式或柴油机械动力式，多为流动作业之用。内陆河道挖沙船日采沙能力几十吨、到几千吨不等。船体采用拼装式箱型结构。配有挖掘装置、筛选装置、提升装置、传送装置等。通过电机驱动挖斗上料，石块通过筛选传由输送带传出，沙子由输送带传到指定地点。 大型河道或江河出海口做业的采沙船机械化和自动化程度极高，一条挖沙船船即可成为一个生产单位，可以实行采沙和沙石分离精选全过程。

二、使用变频器的优点

挖沙船的工作原理：挖沙船利用水力的作用，将高压水枪喷射出的水柱冲起的细沙、海沙等在水泵的作用下有管道输送到目的地。操作简便，效率高，适用于河道疏浚、湖泊水库清淤、围海造田、港口码头清理、抽黄砂，建筑沙等。该设备由船体、输送系统、进水系统、排空系统等组成，输送系统包括动力、离合器、抽沙泵等，排空系统包括高压水泵、抽真空装置等。

挖沙船的系统工艺环节包括:吸沙管、侧推机械、容器斗提升、容器斗方位角度、皮带输出等至运沙船。目前在入海口作业的大型挖沙船操作使用方法：是靠虹吸管从海底将泥沙吸到船上，然后经过清水清洗，对泥沙进行分离。左右轮斗将沙从清洗池运送到沙槽内，再通过左右横向皮带将沙输送到运沙船上，完成挖沙的过程。由于工况需要吸沙管（虹吸管）、吸沙管（虹吸管）三脚架、容器斗、运输皮带输出都需要调速。

原有的调速采用直接启动或降压启动变速箱。直接启动的缺点是：启动电流较大，对设备有明显的冲击，船体震动厉害。这就对船上设备的安装和维护要求很高，否则会因连接处松动造成接触不良或松脱而发生事故。

使用变速箱的缺陷主要有：

1．不能作线性调速。

2．换皮带轮太麻烦，劳动强度大。

3．机械磨损大，且浪费能源。

随着电动机的普及应用和方便操作，以及变频技术的大力推广应用，和调速灵活等特点，目前挖沙船也多采用变频调速的电动机传动系统。

使用变频器的优点：

1．实现了设备的软启动和软停机，减少了对电气、机械和发电机等设备的冲击。运行安全系数增大，延长了设备的使用寿命，减少了设备的维护量。

2．利用它的软启动功能，相应的柴油发电机机组、一次回路的电器元器件与动力电缆都可以按照实际工况进行选型配置，节约了投资、运行和维护成本。

3．变频器灵活的无级调速，使得吸沙、清洗、输送很容易合理匹配，取得工作效率、经济效益最大化。

三、改造实例

富凌变频器在广东东莞某挖沙船改造实例

现场应用变频器改造设备名称，计有：315KW虹吸管1台、 220KW虹吸管三脚架2台、250KW翻沙提升斗2台，280KW皮带传送带2台。

变频改造方案：

1．变频器安装在电气室，启动/停止均由外部端控在驾驶舱控制台操作，电位器调速。

2．变频器操作面板引至驾驶舱控制台，方便驾驶室操作、查看设备运行情况。

3.控制线全部使用屏蔽线，以增强抗干扰能力。动力线亦按照规范使用船用级电缆。

4．虹吸管提升、下落原使用频敏变阻器，改为变频器调速，因有惯量回馈，需要加装制动单元和刹车电阻，以使母线电压保持稳定，保证系统稳定性。原使用的电磁抱闸仍然保留使用。其它设备则不需加装制动单元和刹车电阻。

5．船上采用发电机供电方式，需要在变频器直流母线端子加装直流电抗器，以提高变频器控制电动机功率因数，抑制高次谐波，增加控制系统的稳定性。

四、变频器接线图与设置参数

1．变频器接线图示

2．参数设置

F0.00=1    V/F控制模式

F0.01=1    运行指令外部端子

        F0.03=1    频率指令模拟量VI设定

   F0.19=0    减速停机

  F2.01=1    正转运行

  F2.02=2    反转运行

  F2.03=3    三线式运行控制

        F2.07=3    三线式控制

        F2.21=3    故障常开输出

五、改造效果：

挖沙船使用富凌DZB300变频器改造后，操作简单方便，设备运行安全、可靠，对改造的设备起到了很好的保护作用。软启动方式解决了电机启动时的电流冲击，原使用工频启动时，会经常烧坏接触器，电机。另外挖沙船上用的电，都是柴油发电机提供，变频改造以后省电，即省柴油，即在相同的工作周期内降低费用。富凌变频器输入电压适应范围广，能够适合船上发电机特殊电源供电。变频器控制电机低频转矩大，动态响应快，达到了挖沙设备负载重、响应快的要求。变频器保护功能强大，在海上特殊的空气环境下，提供了完善的保护，增强了设备运行的可靠性。使用富凌变频器调速改造，达到了挖沙船工作的工艺要求。同时，减少了设备的维护工作量，减轻了劳动强度，提高了生产效率。