翻车机驱动变频调速控制系统研究

【摘要】：由于我国煤炭和铁矿石的运输以铁路运输为主，运输距离长，通用车辆多，因此避免车辆放空，提高运输效率是运输部门首要考虑的问题；运输物料多，卸车工作量大，要由效率高的卸车机械来完成，这是现代企业的需要。翻车机卸车线能很好的满足上述要求，而且翻车机卸车线已被生产任务繁重的翻卸散货（矿石、煤炭等）的企业所选用。翻车机卸车系统是以翻车机为主要设备，配以其他的辅助设置或装置，如定位车、推车机、垂直压车器、水平靠车板、夹轮器和漏斗振动给料系统等组成的一条机械自动化程度非常高的卸车生产线[1]。通过对自身设备创新和实效相结合不断探索、实践和完善，来提高设备的作业效率，减少能源的损耗，是符合国家“节能减排”方针政策的一个新思路。 本文首先根据翻车机翻卸驱动的组成和工作运行特性，阐明了翻车机驱动变频调速控制系统的重要性。接着分析了翻车机驱动变频调速控制系统的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，从中选择本系统适合的控制方案。翻车机驱动变频调速控制系统由可编程逻辑控制器、AFE整流回馈装置、矢量逆变器、驱动电动机、速度传感器、上位机以及控制柜等构成。本系统采用一台AFE整流回馈装置，共用直流母线的方式驱动两台矢量逆变器，再由其对两台异步电动机进行起动、运行和调速的控制，其中这两台异步电动机采用主令参考同步控制理论和逆变器之间的Simolink同步技术实现翻车机驱动的同步控制，并对翻车机驱动变频调速系统进行了硬件和软件设计。最后以罗克韦尔上位机Rsview32、PV1000触摸屏为例，介绍了翻车机上位机控制系统的特点以及其在驱动变频调速系统中的应用。 翻车机在压车器压好两节重车后进行翻转作业，该过程因车辆型号变化、负载变化、工作时具有非线性和多变性特性，同时针对不同的作业模式对翻转速度要求不同，以及驱动机构采取驱动轴、减速机和齿轮齿条结构等因素，因此对翻转的同步性要求较高。所以本系统所采取的设计方案为AFE整流回馈装置、矢量逆变器、驱动电机、增量式测速编码器、翻转角度绝对值编码器、逆变器之间Simolink同步控制及其它与翻车机翻转过程相关联的安全保护设计，使本系统最终满足实际工况下的调速、同步等要求，同时减少对减速机和齿轮齿条结构的冲击和损坏，延长设备的使用寿命。