普傳科技PI500系列變頻器在繩鋸機上的應用

一、簡(jiǎn)介

繩鋸機是應用于建筑工程改造和加固施工的一種特種切割工具，適用于鋼筋混凝土、巖石、陶瓷、磚墻等堅硬材料的切割。與傳統鋸片相比，他不受建筑物大小限 制，可任意方向切割，如橫切、豎向、對角線(xiàn)方向等等，擺脫了施工震動(dòng)、噪音、灰塵及其他環(huán)境問(wèn)題，效率極高。繩鋸機按照切割對象一般分為混凝土系、大理石系、花崗巖系、異性系等四個(gè)系列，主要起鋸切作用，是鋸的一種。因為繩鋸上面的串珠里面含有的金剛石是自然界中硬度高的物質(zhì)，他能切削任何材料。

繩鋸機的用途目前非常廣泛了，大部分的大理石礦山均采用繩鋸機工藝進(jìn)行開(kāi)采，這種開(kāi)采方法與傳統的爆炸法相比，具有了質(zhì)的飛躍，不但保護了環(huán)境，而且對資源的利用達到了大限度的節約。目前我國仍然有部分稀有石材采用爆炸法開(kāi)采，不但對環(huán)境造成了極大影響，而且對珍貴資源是一種很大的浪費。

這種繩鋸機通常采用彈簧固定，在水平或豎直方向鉆兩個(gè)垂直的孔將繩子穿進(jìn)去，然后用機械帶動(dòng)進(jìn)行切割，可以根據實(shí)際需求來(lái)切割不同的大小，代表了礦山開(kāi)采發(fā)展趨勢。

二、繩鋸機的結構組成及系統工作原理概述

1、結構組成：

繩鋸機是一種石材礦山開(kāi)采機械，用于開(kāi)采花崗巖、大理石等石材。繩鋸機主要包括主電機、移動(dòng)電機、飛輪、導向輪、繩鋸鏈條(金剛石材料制作而成)、移動(dòng)平臺、操作平臺等。

2、系統工作原理：

繩鋸機是采用主電機帶動(dòng)鋸繩沿近似跑道型的軌跡運行，鋸繩套在已經(jīng)鑿開(kāi)縫的石頭山上，移動(dòng)電機經(jīng)減速器帶動(dòng)整個(gè)鋸床以一定的速度沿石頭被鋸開(kāi)的方向向后移動(dòng)。移動(dòng)速度必須根據主電機的負荷狀況和鋸繩所需的張緊力適時(shí)進(jìn)行調整，如果移動(dòng)速度太快，主電機負載增大，甚至過(guò)載，鋸繩承受的張力也會(huì )增大，如不及時(shí)調整速度就會(huì )繃斷鋸繩。

反之如果移動(dòng)速度太慢，鋸繩張力太小，鋸繩會(huì )在石頭上打滑，切割效率降低，并且松馳的鋸繩還會(huì )打絞，以至絞斷鋸繩。所以在保證主電機負荷基本均勻和鋸繩合適的張緊力下提高鋸機切割效率是控制的關(guān)鍵，由于礦山形狀的不規則性，橫切面自然也時(shí)大時(shí)小，鋸床移動(dòng)速度必須相應調整，調整整個(gè)加工工藝。

三、PI500變頻器特點(diǎn)：

1. 采用了DSP為核心的控制單元，實(shí)現高速高性能控制

2. 三種速度控制方式：V/F控制、無(wú)PG矢量控制、帶PG矢量控制

3. 支持異步電機和永磁同步電機的矢量控制,準確的電機參數自學(xué)習

4. 具有靈活的頻率源疊加方式，輔助頻率源可以相對主頻率源或大頻率調整。

5. 無(wú)感矢量下可以實(shí)現低頻0.5HZ/150%的轉矩輸出,低速大轉矩，轉矩脈動(dòng)小

6. 先進(jìn)的熱管理、獨立風(fēng)道設計、適應40℃環(huán)境溫度 、可卸載式風(fēng)扇，安裝維護方便

7. 三防漆涂層處理，適應各種惡劣環(huán)境

8. 瞬時(shí)停電不停機

9. 內置自適應PID功能模塊

三、PI500變頻器應用方案：

1.電氣配置：

傳統繩鋸機的電氣配置一般都是通過(guò)PLC采集電流互感器模擬量信號來(lái)控制主電機的負荷和移動(dòng)電機的速度。該方式配置較繁瑣，須要有專(zhuān) 業(yè)PLC編程人員參與，導致整機成本較高;而且電流互感器和模擬量輸入輸出模塊在礦山水、粉塵等惡劣環(huán)境下易損壞。采用PI500變頻器的控制系統，省略了PLC和電流互感器，同樣達到了繩鋸機的工藝要求，降低了成本。以下以主機45KW、行走1.5KW為例：

主電機額定功率：45KW，額定電壓：380V，額定轉速：740r/min，額定電流95A，額定頻率50HZ

移動(dòng)電機額定功率：1.5KW，額定電壓380V，額定電流3.5A,額定轉速1440r/min，額定頻率50HZ

主變頻：PI500 045G3 移動(dòng)電機變頻：PI500 1R5G3

2.控制方案及優(yōu)點(diǎn)：

繩鋸機控制系統中，主電機的負荷和鋸繩的張緊度是兩個(gè)控制指標,能否合理利用電機輸出功率是保證大切割效率的關(guān)鍵。

1)控制方案

主電機變頻器的頻率通過(guò)外部電位器調節，移動(dòng)電機變頻器的頻率通過(guò)AI1-AI2調節，其中AI1為外部電位器給定，AI2為主電機實(shí)際運行電流經(jīng)主變頻器模擬量輸出口DA2輸出給移動(dòng)電機變頻器,移動(dòng)電機變頻器將這兩個(gè)信號疊加處理，可以實(shí)時(shí)的根據主機電流變化調整轉速，以保證主機電流相對穩定。

2)方案優(yōu)點(diǎn)：

利用多功能模擬量輸出可以直接監視電機運行電流,監視主機負荷.無(wú)須另加電流互感器、PLC，降低系統成本。具有靈活的頻率源疊加方式，輔助頻率源可以相對主頻率源或大頻率調整；載波頻率調節范圍寬，降低了電機噪音，改善了工人的工作環(huán)境。電路板上采用石材專(zhuān)用石磨工藝處理，有強效的防潮防腐能力，使變頻器在礦山潮濕、粉塵多的惡劣環(huán)境下仍能穩定運行。負載控制平穩,精確, 能根據切割面的變化，及時(shí)調整移動(dòng)速度，系統波動(dòng)小。

四、小結

普傳PI500系列變頻器，在原有繩鋸機控制系統基礎上，省略了電流互感器和PLC，不但節省系統成本，且低頻扭矩大，能夠根據切割面的變化,及時(shí)調整移動(dòng)速度，減小系統波動(dòng)，增強系統控制穩定性，完全可以滿(mǎn)足現場(chǎng)工況要求，值得大力推廣。