汇川MD380矢量变频器在冲击式制砂机上的应用

    1.机制砂生产线简介
    1.1由来
    随着我国基础性设施建设步伐的加速如：高铁、高速公路、保障性住房、隧道、桥梁、房地产、水利工程等，使得市场对作为砂石混凝土中必不可少的细骨料的砂石需求旺盛，而国家已明令限制对天然砂的开采和使用，这便造成了砂石料供应远不能满足国家发展和生产建设的需要，由此机制砂生产线应运而生。机制砂生产线可用于硬质石灰石、花岗石、玄武岩、河卵石、冶多渣等多种物料的骨料和人工造砂作业，适用于水电、建材、高速公路、高速铁路、城市建设等行业的应用。机制砂生产线制砂产量一般在50~500吨/h，由于其具有生产效率高、生产出的成品砂质地均匀、性能稳定、可塑性大等优势，且其作为混凝土的重要细骨料有利于提升混凝土和建筑工程质量从而得到了行业认可和快速发展。
    1.2组成
    机制砂生产线一般由振动给料机、破碎机（鄂式、圆锥式等） 、制砂机、振动筛、洗砂机、皮带传输机构、电驱控系统、水循环系统等环节组成，其主流程示意图如下：

    2冲击式制砂机简介
    2.1其分类和用途
    制砂机主要分为棒磨式、反击式和冲击式几类。冲击式制砂机即立轴离心冲击式制砂机由于具有制砂粒形好、效率高、产量大等优势被广泛应用于各种金属和非金属矿、水泥、耐火材料、磨料、玻璃原料、建筑骨料，机制砂、冶金等行业。适用于细碎不同硬度的各种矿石和岩石，如铁矿石、有色金属矿石、河卵石、金刚砂、铝矾土、石英砂、棕刚玉、珍珠岩、玄武岩等高硬度物料的中细碎作业。
    2.2其结构和工作原理
    冲击式制砂机主轴由两台大功率电机共同拖动，属典型多拖一负荷，其结构示意图如下：

    其利用了石打石和石打铁原理，工作流程为：物料由进料斗进入制砂机，经分料器将物料分成两部分，一部分由分料器中间进入高速旋转的叶轮中，在叶轮内被迅速加速到60~70m/s后从叶轮三个均布的流道内抛射出去，首先同由分料器四周自由落下的一部分物料冲击破碎，物料在互相撞击后，又会在叶轮和机壳之间料层形成涡流多次撞击、相互磨擦、破碎整形，被破碎的物料由下部排料口排出。和循环筛分系统形成闭路一般循环2~3次便可将石料破碎成20目以下。在整下破碎过程中，物料相互自行冲击破碎，不与金属元件直接接触，而是与物料衬层发生冲击、磨擦而粉碎，减少了角污染，延长了机械磨损时间。涡动腔内部巧妙的气流自循环，消除了粉尘污染。原理示意图如下：
    2.3冲击式制砂机对双电机驱动的要求及传统驱动方式缺陷
    制砂机传统驱动方式采用降压启动，其存在如下缺陷：
    1）启动过程中机械冲击大，加速了皮带和机械传动部件的损坏；
    2）两台大功率电机同启时存在较大电气冲击，严重时会影响电网中其他设备正常运行；
    3）系统不可调速，无法配合传输给出料机构和生产实际情况等进行灵活调节；
    4）对电机的保护过于单薄，尤其运行中电机出现缺相等现象时存在烧毁电机的缺陷；
    5）不利于集中监控，自动化程度低；
    2.4冲击式制砂机对两台电机驱动得意要求
    由冲击式制砂机结构图可知其动力部分由两台大功率交流异步电机经同步皮带共同拖动同一主轴（立轴）高速旋转，属典型多拖一负荷，控制上对两台电机驱动的基本要求如下：
    1）、需有足够大的启动转矩，以满足带载等场合的启动要求；
    2）启动和正常运行时速度一致性要好；
    3）两台电机在各种工况下出力要均匀；
    4.汇川技术在冲击式制砂机的解决方案：
    3.1冲击式制砂机MD380变频器 Canlink双电机主从驱控方案示意图和电气图

    3.2冲击式制砂机MD380 Canlink 主从驱控方案简介（以5X冲击式制砂机为例）
    5X冲击式制砂机规格

    机制砂生产线方案电气配置：

    4汇川MD380 双电机主从驱控方案在冲击式制砂机上的应用优势
    1. 配置简练。避免了加装编码器；变频器间线路简练（仅两根Canlink通讯线）；相对传统启动驱控方式省略了热继、多个接触器和自耦变压器，降低了电控柜的启动噪音、故障率和维修量。
    2. 通过Canlink实现了启动、调速等过程中负荷高精度均衡分配（出力一致性、速度一致性好）。
    3. MD380矢量变频器，可实现大力矩启动，满足制砂机带载启动等场合需求。
    4. 通过Canlink实现了主从机的故障联停，线路简练。
    5. Canlink通讯用于传输力矩等信号，相对于模拟量和脉冲方式传递信号而言具有传输速率快、抗干扰能力强、线路简洁等优势；
    6. 可平滑无级调速，有利于制砂机配合生产灵活调节。
    7. 双电机无冲击启动。延长了制砂机机械传动部件寿命；避免了大功率双电机同启时对电网的冲击和其余电气设备的不利影响；值得说明的是生产线中鄂破、圆锥破、制砂机上4台大功率电机均配用了MD380变频器有大大降低了对变压器的冲击，避免了启动跳闸等弊端现象。
    8. 实现了对电机综合全方位保护，避免了缺相等场合制砂机烧电机现象的发生。
    9. 调试简单、易用性好。只需调节少数参数即可满足应用。
    10、变频器故障记录和显示功能便于制砂机系统维护。
    11、MD380逐波限流功能在制砂机负载突变时可避免过流故障，保证生产连续性和稳定性；
    12、便于实现集中控制，提升了机制砂生产线科技含量和自动化程度；
    5.现场图片

    6结束语
    汇川MD380 Canlink双电机主从驱动控制方案在制砂机上应用优势明显，我们愿携手诸多客户为机制砂生产线和冲击式制砂机电气驱动迈向高端自动化领域而共同努力。深圳市汇川技术股份有限公司专注于工业自动化控制产品的研发、生产和销售，定位服务于中高端设备制造商，以拥有自主知识产权的工业自动化控制技术为基础，以快速为客户提供个性化的解决方案为主要经营模式，实现企业价值与客户价值共同成长。汇川在全国拥有66个办事处，236家授权代理商，90家全国联保中心。欲进一步了解汇川，请访问 www.inovance.cn。