CN201063584Y - 变频驱动牙轮钻机回转和提升行走*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***，该***的三相动力电源引入至空气开关直接给变频器供电，三相电源经变频器内部整流变为513V的直流电输出，再经变频器内部逆变为380V的交流电供给交流变频电机，用可编程序控制器来控制正、反转与变频器的输出。本实用新型的优点在于：本实用新型***既保证了原有的0～1500转/分的无级调速、***安全保护联锁以及机械特性硬度；变频器驱动交流异步电动机构成的交流调速***，全数字化控制又达到了节能的目的，减小了网络电源和恶劣的工作环境对设备正常运行的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***，尤其是变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***
背景技术
露天采矿场牙轮钻机回转和提升/行走电气控制***原是采用可控硅一直流电动机传动***，调速是通过改变可控硅的起通角来改变三相全控桥的直流输出电压，控制***复杂、故障率高而且不容易掌握，由于直流电动机换向过程十分复杂，换向不良将产生火花，严重时则会使换向器表面损坏，电机不能工作。而在实际生产中还受网络电源和恶劣的工作环境影响，故障率高，效率低，维修难度大，对电机和齿轮箱损伤严重，成本消耗高，已严重制约生产的正常运行。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***，该***既能满足提高生产效率，又能减少维修强度，降低生产成本；运行安全可靠，操作简单，节约能源。
本实用新型的技术方案为：一种变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***，该***的三相动力电源引入至空气开关直接给变频器供电，三相电源经变频器内部整流变为513V的直流电输出，再经变频器内部逆变为380V的交流电供给交流变频电机，用可编程序控制器来控制正、反转与变频器的输出；在外置元件中，为保持操作工原有的习惯性，仍用主令开关控制正、反转，主令开关有三个档位；用可编程序控制器输入端COM线作为电源线，通过主令开关正、反触头与可编程序控制器的输入端子X2、X3相连，控制正、反信号；端子X5是变频器可以正常运行信号，当变频器正常工作时，给可编程序控制器输入一个运行信号，端子X14是操作接通接触器正常工作时给可编程序控制器的一个正常信号，端子X11是变频器在有故障时通过复位按钮TA进行复位的信号。
回转控制***控制为：
正转：可编程序控制器X002-X003-X005-X014-Y005-Y004
反转可编程序控制器X002-X003-X005-X014-Y004-Y005
通过改变可调电阻(W)的大小，频率从0～50Hz变频(0～1500转/分)，实现电动机(M)无级调速。参数设定可随设备的需要而设定。
变频器输出频率给定信号f*首先经过给定积分器，以限定输出频率的升降速度。给定积分器的输出信号的极性决定电机正反转，当输出为正时，电机正转；反之，电机反转。给定积分器的输出信号的大小控制电机转速的高低。不论电机是正转还是反转，输出频率和电压的控制都需要正的信号，因此需要加一个绝对值运算器。绝对值运算器的输出，一路去函数发生器，函数发生器用来实现低频电压补偿，以保证在整个调频范围内实现输出电压和频率的协调控制；绝对值运算器输出电压的另一路经过压控振荡器，形成频率为f的脉冲信号，由此信号控制三相正弦波发生器，产生频率与f相同的三相标准正弦波信号，该信号同函数发生器的输出相乘后形成逆变器输出信号。同时，给定积分器的输出经极性鉴别器确定正反转逻辑后，去控制三相标准正弦波的相序，从而决定输出指令信号的相序。输出指令信号与三角波比较后形成三相PWM控制信号，再经过输出电路和驱动电路，控制逆变器中IGBT的通断，使逆变器输出所需频率、相序和大小的交流电压，从而控制交流电机的转速和转向。
该***在钻架顶部设置了两级限位开关，，在可编程序控制器PLC输入端表现为端子X15、端子X16，在提升/行走控制***还增加了制动控制，变频器整流电压高于660V时，制动单元(CDBR)就工作，把能量引入外置能耗制动电阻上进行消耗，在低于660V时，制动单元不会工作。
提升/行走控制***控制为：
正转：可编程序控制器X2-X5-X11-X14-X15-X16-Y5-Y4
反转：可编程序控制器X3-X5-X11-X14-Y4-Y5
通过改变可调电阻(W)的大小，频率从0～50Hz变频(0～1500转/分)，实现电动机(M)无级调速。参数设定可随设备的需要而设定；可编程序控制器的电源是由变压器T供给的，此变压器还给柜门风机供电；交流变频电动机M，驱动钻具旋转或小车的上下移动和钻机的前后行走。
本实用新型的优点在于：本实用新型***既保证了原有的0～1500转/分的无级调速、***安全保护联锁以及机械特性硬度；变频器驱动交流异步电动机构成的交流调速***，全数字化控制又达到了节能的目的，减小了网络电源和恶劣的工作环境对设备正常运行的影响。在原有直流控制柜的位置，原有的直流电动机(75KW)改为交流异步电动机(60KW)。采用这种交流变频驱动原理，既满足生产的需要和全数字化控制的目的，同时又节约了能源。目前变频调速***其调速性能好、效率高，是交流调速***的发展方向。
附图说明：
图1为本实用新型变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***PLC梯形图；
图2为本实用新型变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***控制电源电路图；
图3为本实用新型变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***的可编程序控制器各端子电路连接图。
图中输出端子Y14是给控制提升/行走与主抱闸电磁阀供电(即接触器KM1线圈)，端子Y15和端子Y16是防止回转小车冲顶，DLK1和DKL2限位开关的报警装置。
具体实施方式
一种变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***包括三相动力电源A、B、C，三相动力电源连接至空气开关ZK，空气开关ZK连接INV(VarispeedG7变频器)，INV(VarispeedG7变频器)连接交流变频电机。可编程序控制器PLC(FXON-40MR)连接电动机。在钻架顶部设置了两级限位开关，在PLC输入端表现为X15、X16。在提升/行走控制***设有制动控制。
实施例：一种变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***的三相动力电源A、B、C引入至空气开关ZK直接给INV(VarispeedG7变频器)供电，三相电源经变频器内部整流变为513V的直流电输出，再经变频器内部逆变为380V的交流电供给交流变频电机。用可编程序控制器PLC(FXON-40MR)来控制电动机的正转和反转，W是用来控制变频器的输出频率；在外置元件中，为保持操作工原有的习惯性，仍用主令开关控制正、反转，主令开关有三个档位(即正转、反转和零位)；用PLC输入端COM线作为电源线，通过主令开关正、反触头与PLC的X2与X3相连控制正、反信号；X5是变频器可以正常运行信号，当变频器正常工作时，给PLC输入一个信号，X14是操作接通接触器正常工作时给PLC的一个正常信号，X11是变频器在有故障时通过复位按钮TA进行复位的信号(见附图1)。
因为回转控制***制动采用自动停车，不采用任何制动手段，所以回转控制***控制为：
正转：PLC X002-X003-X005-X014-Y005-Y004
(Y4接至变频器的正转信号输入端)
反转PLC X002-X003-X005-X014-Y004-Y005
(Y5接至变频器的反转信号输入端)
(见附图1)
Y7接至变频器故障复位信号；
通过改变可调电阻(W)的大小，频率从0～50Hz变频(0～1500转/分)，实现电动机(M)无级调速。参数设定可随设备的需要而设定。
钻机提升/行走***在保持回转控制的基础上，考虑到回转小车冲顶的问题，在钻架顶部设置了两级限位开关，保证小车不会因提升速度过快而冲顶，至使加压链条断而砸坏小车，在PLC输入端表现为X15、X16，因为提升/行走电动机还要控制钻机的行走，为保证能及时准确的停车，在提升/行走控制***还增加了制动控制，只要在INV(VarispeedG7变频器)整流电压高于660V时，制动单元(CDBR)就工作，把能量引入外置能耗制动电阻上进行消耗，在低于660V时，制动单元(CDBR)不会工作，提升/行走控制***控制为：
正转：PLC X2-X5-X11-X14-X15-X16-Y5-Y4
反转：PLC X3-X5-X11-X14-Y4-Y5
(参见附图1，另设)
通过改变可调电阻(W)的大小，频率从0～50Hz变频(0～1500转/分)，实现电动机(M)无级调速。参数设定可随设备的需要而设定。
Y14是给控制提升/行走与主抱闸电碰阀供电(接触器KM1线圈)，Y15和Y16是防止回转小车冲撞，DLK1和DKL2限位开关的报警装置。
(参见附图1，另设)
PLC的电源是由变压器T(380/220V)供给的，此变压器还给柜门风机供电。
其余PLC上端子是备用的。M是交流变频电动机，驱动钻具旋转或小车的上下移动和钻机的前后行走。(见附图3)
Claims (1)
1.一种变频驱动牙轮钻机回转和提升行走***，其特征在于：该***的三相动力电源(A、B、C)引入至空气开关(ZK)直接给变频器供电，三相电源经变频器内部整流变为513V的直流电输出，再经变频器内部逆变为380V的交流电供给交流变频电机，用可编程序控制器来控制正、反转与变频器的输出；在外置元件中，为保持操作工原有的习惯性，仍用主令开关控制正、反转，主令开关有三个档位；用可编程序控制器输入端COM线作为电源线，通过主令开关正、反触头与可编程序控制器的输入端子(X2、X3)相连控制正、反信号；(X5)是变频器可以正常运行信号，当变频器正常工作时，输出给可编程序控制器一个运行信号，输入端子(X14)是操作接通接触器正常工作时给可编程序控制器的一个正常信号，输入端子(X11)是变频器在有故障时通过复位按钮(TA)进行复位的信号。
回转控制***控制为：
正转：可编程序控制器X002-X003-X005-X014-Y005-Y004
反转 可编程序控制器X002-X003-X005-X014-Y004-Y005
变频器可以通过外置可调电位器W从0～50Hz进行无级调速，
该***在钻架顶部设置了两级限位开关，，在可编程序控制器PLC输入端表现为端子(X15)、端子(X16)，在提升/行走控制***还增加了制动控制，变频器整流电压高于660V时，制动单元(CDBR)就工作，把能量引入外置能耗制动电阻上进行消耗，在低于660V时，制动单元不会工作。
提升/行走控制***控制为：
正转：可编程序控制器X2-X5-X11-X14-X15-X16-Y5-Y4
反转：可编程序控制器X3-X5-X11-X14-Y4-Y5
变频器可以通过外置可调电位器W从0～50Hz进行无级调速；可编程序控制器的电源是由变压器(T)供给的，此变压器还给柜门风机供电；交流变频电动机(M)，驱动钻具旋转或小车的上下移动和钻机的前后行走。
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| CNU2006200992510U CN201063584Y (zh) | 2006-09-28 | 2006-09-28 | 变频驱动牙轮钻机回转和提升行走*** |
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| CN201063584Y true CN201063584Y (zh) | 2008-05-21 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101870434A (zh) * | 2010-06-18 | 2010-10-27 | 天津港焦炭码头有限公司 | 门座起重机旋转机构双级制动控制技术 |
| CN109057772A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-21 | 西安宝美电气工业有限公司 | 石油钻机交流变频直驱电机专用控制*** |
| CN110206529A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-09-06 | 乐山一拉得电网自动化有限公司 | 一种用于石油钻机的转速控制***及方法 |
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2006
- 2006-09-28 CN CNU2006200992510U patent/CN201063584Y/zh not_active Expired - Fee Related
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