，（）调 速 特性 。 １
电源供电。
将 按
钮 、行 程 开
关等输 入信 号先用继 电 器 隔离 ，再 输 入 Ｐ Ｃ Ｌ； 输 出部分 电 器件保持原
标号不变 ，
由图２ 可看 出，当低速挡在最高速度 Ｖ＝ ５ ／ ｉ时 ，从 ４ ｒ ｎ ｍａ
电气 调速系统 的调速特 性来 看交流异步 电动机所需 的功 率
机Ｄ 提供励磁 电流 ，同时也为控制 电路提供２ ０ ２Ｖ直流电源 。
电机扩大机 Ｋ由交流 电动 机Ｍ２ 动 ，它作 为直流发 电机Ｆ 拖 １
变频 电机在刨床最高转速时的运行频率 为６ ．Ｈ 。当刨床工 ６ ｚ ７
作 台在低速挡 、交 流 电 动 机 运 行 在 ５Ｈ ０ｚ
的励磁调节器 。系统采用 电压负反馈和 电流正反 馈等 ，其
２ ｌ年Ｏ 月 Ｉ中国设备工 ｏＯ ２ 程
５ ３
白 椭 ＿ 技
硅 整 流 直 流
改造 与更新
ｌ分别 表示 交流 调速 系统在 低速挡 与高速 挡工 作 时的尸 ｂ ＝ 厂（ ）调速特性 （为 电动 机功率 ；Ｖ Ｐ 为工作 台运 行速度） ，
功率随速度升 高而增 大。 图２ 与 图２ 中的细线２ 与２ 分别 ａ ｂ ａ ｂ 为刨床负载在低速挡与高速挡工作时的Ｍ＝ Ｖ ｆ（）调速特性和
＋
制
＋
龙 ｆ￣ 床 改造 －Ｕ ｌ
席红延 ，李 野 ，李德胜
ｆ． １张家 口市节 能监测 中心 ，河北 张家 口 ０ ５０ ；２ 华大学电机 系 ，北京 ７００ 清 张家 口 ０ ５ ２ ） ７ ０ ５ １０ ８ ； ０ ０ ４ ３中煤张家 口煤矿机械有限责任公 司，河北 ．
俐
图 １ 龙 门刨床Ｋ— — Ｆ Ｄ调速 系统传 动原理 该 龙 门 及 装 机 容 量 示 意 图 刨 床 主 运 动
在低速挡与 高速挡工 作 时的 （）调速 Ｉ ，
的调速范 围为２ ：，工作 台速 度在４５ ９ｍ ｍｉ的范 围内为 ０１ ．～ ０ ／ ｎ
无级调速 ，其中电气调速范围为１ ：，齿轮变速箱 的调速范 ０１ 围为 ２１ ：。低 速挡 （．— ５ ／ ｉ） 和 高速 挡 （￣ ０ ／ ｉ） ４５ ４ ｍ ｍ ｎ ９ ９ ｍ ｍ ｎ 的调速是靠调节直 流发 电机 Ｆ 的输 出电压 达到的 ，属 于恒 １
３由刨床 最大 出力决 定的 ，即
由工作 台最大牵引力与计算 速度 决定的 。在最大 牵引力 与 计算 速 度 下切 削 时 ，负 载 所需 要 的切 削 功 率 （ 位 ： 单
步电动机应用 变频器调速 ，当调节频 率在额定频 率以上 时 也 具有 恒功率特性 ，因此 ，可利用交流 电动 机的调速特性 ，
降低拖动 电机容量 ，提高效率 。
该龙 门刨床工作台直流 电机 最高转速 为１ ０ ｒ ｉ，改 ０／ ｎ Ｏ ｍ
造 后选用 同步转速 为７ ０／ ｎ 级 变频交 流异步 电动机 ， ５ ｍｉ的８ ｒ
摘
要 ：分析龙门刨床工作 台的负载特性 和原Ｋ Ｆ Ｄ — — 调速 系统 的调速特性 ，并对应用交流 电机 改造龙门
刨床主拖动系统进 行可行性分析 ，通 过改变拖动方式 降低 了龙 门刨床主拖动 的装机容量 ，给出用交流异 步电动机 、变频器 、步进 电机和Ｐ Ｃ Ｌ 改造龙门刨床 的控制和 电气实现方案 ，改造节 电效果显著 。
改造与更新
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文章编 号 ：１７ — ７ （０ ０ ２ ０ ５ — ３ ６ １ ０ １ ２ １ ）０ — ０ ３ ０ ｌ
转距性质。
特 性 ∽ 为 电 动 机 转
距 ；Ｖ 为工 作 台运 行
ｖ ，ｊ ／ 珥
速度） ，转距 不 随 速 度 而变 ，即恒转距 调
（） ｂ
龙 门刨床 的负载在 高速 段具有恒 功率特性 ，而交 流异
图 ２ 龙门刨床改为交流调速系统后 速 。图２ 中粗线 ｌ 与 ｂ ａ 的调速特性 与负载特性
为 （ ） ：，它与负载 的最大功率 （Ｄ，计算 功率） 比值 Ｂ
为 Ｐｆ Ａ ｛ Ｐ
由此可见 ，采 用交流异步 电动机应用变频器 改造原 直 流调速 系统后 ，调速特性 与负载的速度特性相接 近 ，大大
减 小 了电机 容 量 。
图 ３ 龙 门刨床控制系统原理图
ＰＣ Ｌ 输入输 出类型和名称如表 １ 所示 。
关键词：龙 门刨床 ；Ｋ Ｆ Ｄ — — 调速 ；变频器 ；步进电机 ；Ｐ Ｃ Ｌ 中图分类号 ：Ｔ ５ Ｇ５ 文献标识码 ：Ｂ
１原电气 系统 的传动原理及存在 的问题 ． 中煤张家 口煤 矿机械有 限责任公 司ＨＤ １０ Ｃ ６ 型龙门刨床 工作 台主运动拖动 系统 采用Ｋ Ｆ Ｄ 速系统 。用交流 电动 —— 调 机Ｍ１ 拖动直流发 电机 Ｆ 和励磁发 电机Ｆ ，由Ｆ 向拖 动刨台 ｌ ２ １ 的直流电动机Ｄ 供电。Ｆ 一方面为直 流发 电机 Ｆ 和直流电动 ２ １
Ｖ
出刨床 工作台改用交
０
流异步 电动机采用变 频 调 速 后 的 调 速 特 性
ｖ ／ ／ ＿ 皿
代 直 流 调 速
盟妍 ５ 鲫 ７１ ０ｇ ｄ 印
的 可 行 性 分
析
曲 线 ，如 图 ２ 示 。 所 图２ 中粗线 １ 与１ 分 ａ ａ ｂ
别 表 示 交 流 调 速 系 统
传动原理及装机容量如 图１ 所示 。存在的主要 问题 ：机组 能 耗大 、效率低 ；控制器件老 化 ，故障率 高 、维修 困难 ；拖
动 、控 制 系 统 噪 声 大 。 ２ ．采 用 交 流 调 速 取
直流脚
时 ，对 应的刨床工作
●
台 运 行 速 度 为 ３ ．５ ３ ７ ｍ ｒ ｎ 由 此 可 绘 制 ／ ｉ。 ａ