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《直流电机调速电控柜的优化改造》
[正文]:赵治海（天津市水泥股份有限水泥分公司三分厂，邮编300400） 0 引言我公司为1000t/d的窑外分解系统生产线，始建于1996年5月。
全厂共有直流传动调速柜4台（水泥、生料选粉机各一台，窑和蓖冷机各一台），均为武汉四通股份有限公司设计并安装，柜中的调速装置为英国ct公司的全数字直流驱动器——mentor ⅱ（m210型两个，m350型和m700型各一个）、励磁控制器型号为fxm5（与m350及其以上的调速板配套使用）。
自建厂以来至今运行还算正常，只是随着厂里不断扩大生产规模，在使用和维护中遇到了一些问题和不便的地方。
下面仅以窑中直流传动柜（调速板为m700型）为例作一说明。
1.出现的问题1) 冷却风机的正常工作是保证直流电机无故障运行的前提条件，它们之间的联锁关系为联锁级别最高的设备联锁。
若冷却风机与直流电机同时启动,那么当它有故障时则要等到把直流电机开起来后才能知道,而一旦冷却风机发生故障，整个系统就不得不被迫停下来。
2) 在外控方式下启动电机（即为中控驱动），需要两次驱动（一次驱动主回路，二次驱动调速板），而几乎每次到了二次驱动时，中控的操作人员都需要发出两次驱动命令才有可能奏效。
3) 更换了不同型号、功率的直流电机后，在调整和设置最大励磁电流时总是极不方便，而且容易发生触电事故。
2.原直流调速柜原理介绍其直流传动调速柜电气原理图，如图一所示。
图 一 直流传动调速柜电气原理图其中 g1为主电源合闸接触器；g2为直流电机冷却风机接触器（与g1并联）；g3为故障报警中间继电器；g4为备妥继电器；g5为内控方式继电器；g6为运行应答继电器；kk代表内控/外控转换开关。
1) 当需要现场启动时，将转换开关打向内控，按下启动按钮an1（按之前必须将接于m700调速板上的给定电位器w调至零位）即可启动，此时主回路接触器g1吸合，主回路接通。
同时接通了m700调速板上的20，21两点（打内控的同时，g5已闭合），随后即可通过调节电位器来给定电机转速。
见调速板原理图，如图二所示： 图 二 调速板原理图2) 当需要集中启动时，需将转换开关打向外控即中控驱动，而中控驱动时则需要驱动两次，一次驱动为主回路的驱动，即主接触器g1吸合，驱动继电器为图一中所示k1。
二次驱动为m700调速板的驱动，使调速板发出准备好信号，驱动继电器为图二中所示k2。
这样在调速板没有报故障和励磁控制器不报欠磁的情况下，设备才能正常开车，再通过m700调速板上的3，20两点来给定4—20ma信号从而调整电机转速。
3.问题分析1) 直流电机的发热量是很高的,冷却风机是它工作时一个必不可少的辅助设备,也可以说冷却风机的正常工作是保证直流电机在不受损的情况下无故障运行的前提条件（在保护方面称为直流电机的设备联锁）,而在原设计中,它是和直流电机这个主设备一起被启动的,一旦它有故障,整个系统的启动都会以失败告终。
2) 当在外控方式下，既设备采取中控启动时,二次驱动后中控有时会收到报故障信号，复位后再开有时就能开起来。
分析原因可能是由于接触器老化导致应答信号返回的时间变慢（接触器的反应时间超出了中控程序所设定的时间0.5s），导致中控报故障。
但一般情况下复位后又能起来。
也或许还有其它的未知的原因。
3) 由于近来厂里为提高产量,需要提高窑速,为此也要相应地更换大的电机,再加上由于投料量的加大使得生料、水泥选粉机的负荷也随之加大，电机时常下线保养。
那么在每次更换完电机后，由于其型号不尽相同，经常需要重新设定和调整最大励磁电流，因此寻求一个简单、快捷、有效的方式和方法就显得格外重要了。
4.技改措施和优化方案本着控制柜原设计思路，改造后的控制原理图如图三所示。
图 三 改造后的控制原理图1) 从图三中可以看到，原图中的g6（运行继电器）被去掉，g2（冷却风机）改为运行继电器,而冷却风机作为直流电机的保护设备则改为单独启动，并于直流电机启动之前先运行起来。
这样不仅起到了保护作用、避免了因冷却风机故障而启车失败的现象，而且也降低了该控制回路x4点到n的负荷。
2) 为了解决二次启动的问题,我们首先修改了中控程序,将应答返回时间由原来的0.5s改为1s。
其次，为保险起见，我们还考虑了利用内控方式时的启动方法来完成集中驱动，改造后的原理图如图四所示: 图 四 改造后的m700调速板原理图 由图四可以看出原图中的二次驱动继电器k2被去掉了,同时还去掉了g5（内控方式继电器）的辅助点,只剩下了主接触器g1的辅助点，即无论是内控还是外控都能靠g1点来同时驱动主回路和调速板。
这样就可以通过一次驱动来完成整个系统的启动了。
实际上经过分析，图一中的g5为内控时调速板的驱动提供一个备妥信号，g4为外控时一次驱动提供备妥信号。
当外控时g4吸合，g5不吸，则靠20，3两点来给定转速，它们之间是互锁关系。
所以说图二中的g5点和k2就有些画蛇添足了。
3) 大家一定注意到图四中励磁控制器的励磁输出回路里串联了一个分流器（量程为25a），与之还并联了一个毫伏表（量程为75mv）。
其工作原理是这样的: 因为fxm5励磁控制器提供的是一个直流的恒流源，分流器可与毫伏表并联后串入励磁回路中起到一个直流电流表的作用，用来监视励磁电流的变化。
实际上分流器是一个阻值极小的电阻，对应于一个恒定的毫伏值（75mv）输出给毫伏表，其上有与毫伏值相对应的电流刻度盘（用以方便操作者观察电流变化）。
这样型时省力电流时总是很不后 ，每当更换完电机后，重新调整最大励磁电流时就不用一边短接fxm5板子上的1，2两点模拟启动，一边用万用表的直流电流档串到励磁回路里量着励磁电流，还得同时调节电位器rv2（fxm5板子上的用以设置最大励磁电流的电位器），来达到该电机的额定励磁电流值，而且电控柜的布局紧凑空间狭窄，两个人完成这项工作确实有难度。
取而代之的是模拟启动后，一边观察着毫伏表的指针变化一边调节rv2即可，一个人就能胜任这项工作，省时省力。
同时减小了维护人员触电的可能性。
5.效果与体会控制柜改造已达数月，设备运行情况良好，启动再未出现任何异常情况。
而且柜内的元气件少了、接线也少了，从而减少了故障点。
方便的调试手段也使得电气维护人员的触电几率大大降低了，同时给维修人员的工作带来了极大的方便，大大减少了维护量，改造很成功。
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