摘要：华能德州发电厂的门式滚轮堆取料机，其活动梁起升机构分为刚性侧和柔性侧两组，原设备采用绕线式电机加启动电阻方式，在运行过程中频繁出现两侧不同步造成平衡轮偏移直至卡死现象。经过将活动梁提升装置改为变频调速驱动，以及在PLC中增加了逻辑控制程序，来实现活动梁自动纠偏的目的。
关键词：门式堆取料机 变频器 纠偏
1.变频调速技术及门式滚轮堆取料机概述
1.1变频调速技术
第一，自适应电动机模型单元。这个单元是变频调速技术中最为重要的零部件，使用过程中的主要功能是查看电动机的电压、电流等信息是否处于正常运行的状态，通过了解电流、电压参数能够帮助相关人员全面的掌握电动机的参数信息，为工业电气自动化后期工作提供有力支持。第二，转矩、磁通比较器。这两个比较器的应用作用是将反馈数值和参考数值进行综合比较，通过滞环调节器来输出转柜和磁场的状态信息，从而帮助相关人员更好的掌握转柜和磁场的运行状态。第三，脉冲优化选择器。脉冲优化选择器能够实现对芯片信息的有效处理，在处理完成之后设计调制信号源，同时编写五个模块组成的电路。
1.2工作原理与机构概述
堆料：由输煤系统胶带机经尾车，输送到活动梁头部的堆料落煤斗，并落入堆取料胶带机，经传输由活动梁中间落煤斗落入下部移动胶带机。移动胶带机堆料方向运转时：将物料堆放到柔性支腿侧料场；移动胶带机反向运转时：将物料堆放到刚性支腿侧料场，同时因方向运转时移动胶带机可全部退出中部料斗，使物料直接进入料场，用以填平两料堆中间的凹陷处，使料场充分利用。当堆到一定高度时可通过活动梁升降或大车行走机构的配合以满足不同的堆料要求。
取料：经套装在活动梁上的滚轮机构挖取物料，将物料经斗轮溜料斗落入梁上的堆取料胶带机及取料胶带机上，经尾车料斗落入尾车胶带机上，经系统胶带机反向运转将物料输送到煤仓。取料深度及进给可通过活动梁升降或大车行走机构的配合以满足不同的取料要求。
2.动梁起升所存在的问题及原因
单台滚轮机活动梁升降电机分别设计为两台YZR315M---10绕线式75 KW电动机，通过串联频敏变阻器，利用电感器的交流阻抗随着通过电流频率的增大而增大的原理来实现降低启动电流，增加启动转矩的目的，同时间接实现分步启动和调速的目的。三相绕线式异步电动机具有启动电流小，启动转矩大的优点，但在实际应用中，绕线式电机的诸多弊端也不断显现出来，大量的电能消耗在电阻上，造成了严重的能源浪费；电机启停冲击电流大，单纯靠制动抱闸闸皮实现制动，造成很大的机械冲击力，降低了设备使用寿命。
绕线式电机对电压稳定性要求较高，电机不能连续启动，受到绕线电机暂载率的25%的限制，期间必须间隔3分钟左右；随着活动梁电机的频繁启停，转子滑环与碳刷接触不良经常打火造成滑环麻点增多，碳刷磨损产生的碳粉积聚严重，造成电机绕组绝缘降低，加之转子滑环腔内内外温差产生的水汽散发不出来，尤其当电机绕组漆包线有老化剥离时，碳粉和水分子结合浸入裂纹会造成更严重的后果。
滚轮机活动梁由于两侧抱闸的不完全同步，在频繁升降过程中经常造成平衡轮偏移，严重时钢丝绳会和槽轮摩擦造成钢丝绳断股或断裂，每次出现偏移报警，电气及机械人员都要共同到配电室断开一侧活动梁升降电机的电源开关，再由运行人员配合操作，将活动梁平衡块复位，维护量较大。
由于滚轮机金属结构的分布特点，刚性侧比柔性侧所带的载荷较多，导致两侧的负载不平衡，在滚轮机活动梁升降的过程中，刚性侧和柔性侧的卷扬速度不同步，出现一侧超前或滞后的现象，从而两侧升降的位置产生偏差。
起升有启动和恒速两个速度。由于直接启动，在进行速度转换时，电机旋转磁场突变和转差率突变，产生电能回馈制动，致使整机惯性冲击极为严重，对设备损害较大。
3.变频调速应用的目的
为了使这一问题得到良好的解决和消除，应实现刚性侧和柔性侧活动梁升降的同步稳定运行，消除启动、制动时的冲击和惯性，消除活动梁在进行速度转换时所产生的电能回馈制动，并使其平稳地实现升速段与降速段的过渡，并且达到一键纠偏的目的。
4.控制原理及具体控制
滚轮机的2台起升电机分别采用2台变频器独立控制，可以实现单侧电机的独立启动，实现单边启动与运行控制的目的，可以实现滚轮机活动梁起升纠偏的目的。
活动梁起升出现不同步偏差，造成高低不一致的，其检测偏差的依据是依靠设置在平衡轮两侧的检测开关，当一侧检测开关检测到偏移信号后，即确认平衡轮发生了偏移，活动梁产生偏差。这时即可启动活动梁纠偏程序，对活动梁的偏侧做出调整，纠正平衡轮的偏移，达到活动梁纠偏的目的。
具体调整方式是在活动梁PLC程序中加入了活动梁自动纠偏的逻辑，取司机室操作台上复位按钮。当没有活动梁左右偏移信号发生时，复位按钮复位其它故障；当活动梁两侧任何一侧平衡轮偏移限位开关动作后，变频器立即封锁输出，电机停止运行，此时司机室触摸屏上会弹出相应一侧的平衡轮偏移报警，运行人员在确认报警信号后只需在操作台上按一下复位按钮，PLC程序就会检测左侧还是右侧偏移，执行自动纠偏功能，这时相应一侧活动梁变频器开始输出，大约1.5秒钟后电机能量积聚到80%以上时抱闸自动打开，相应一侧电机开始提升，另一侧电机及抱闸保持不动，到达程序设定时间水平轮居中后变频器停止输出，电机断电，整个纠偏过程只有6秒钟。
考虑到滚轮机在电厂的重要地位，我们同时设置工频和变频两套控制方式，采用可编程控制器控制，使电气控制的可靠性和稳定性得到保证。
在元器件的选择上，据我们调查了解国产元器件不过关，使用中频频失灵。因此，我们决定选用进口元器件，变频器选用施耐德公司产品，可编程控制器选用美国AB公司产品，其成本虽略高于国产产品，但其可靠性和稳定性却大大提高。
据德州电厂近半年多的运行情况看，自动纠偏功能实现后，活动梁纠偏工作不再需要电气、机械人员上机进行干预，大大节省了时间和人力成本，且没有出现由于元器件质量不过关所造成的故障，效果是显著的。
5.变频纠偏调速的效果
华能德州发电厂滚轮机活动梁起升进行变频调速改造后，实现了活动梁起升变频运行和变频调速、纠偏，改善了设备运行的条件和状况，实现了滚轮机安全、可靠和稳定的运行，达到了我们设想和预期的目的。
变频改造后的优点：
a.改了设备运行的启动、制动性能，消除了冲击惯性;
b.运行平稳，调速自动平滑;
c.提高了设备运行的安全、可靠性和稳定性，提高了设备的使用寿命;
d.运行维护方便、简捷，并降低了设备的故障率;
e.调试和修改程序方便、迅速。
6.经济效益分析
下面我们对活动梁升降控制采用变频调速与采用双速电机调速进行经济分析：
a.同等功率的双速电机比单速电机价格高一倍;
b.双速电机所用电缆比单速电机所用电缆多一倍;
c.采用变频调速后可节省电气控制部分电气元器件近万元;
d.变频器和可编程序控制器的价格比上述所节省部分价格高。
由此看出:活动梁升降控制采用变频调速最初实施费用虽然较高，但由于其消除了设备运行冲击所造成的车轮、减速器和轨道等部件的损坏，实现长距离运行与跟踪纠偏，提高了设备的使用寿命，具有技术上的先进性和可靠性，维护工作量及费用大大降低。因此，从长远利益比较此项技术具有巨大的社会经济效益。
此项技术在华能德州发电厂滚轮机活动梁起升控制中的应用，获得了显著的效果。
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