挖沙機械的(de)任(ren)務是進(jin)行水(shui)(shui)下土石方(fang)的(de)施工、挖深、加寬和清(qing)理現有的(de)航道和港(gang)口；開挖新(xin)的(de)航道、港(gang)口和運河；疏浚碼頭、船塢(wu)、船閘及其他水(shui)(shui)工建(jian)筑物的(de)基槽以及將挖出的(de)泥沙拋入深海或吹(chui)填于陸上洼地造(zao)田，將挖出的(de)石料作(zuo)為建(jian)筑材料等。
工作(zuo)效(xiao)率(lv)是以每小時能挖(wa)(wa)多少立方米泥(ni)土(tu)來表(biao)示的，挖(wa)(wa)泥(ni)船有機(ji)動(dong)和非(fei)機(ji)動(dong)之(zhi)分，按(an)施(shi)工特點又可分為耙吸式(shi)、鉸吸式(shi)、鏈斗(dou)式(shi)、抓斗(dou)式(shi)和鏟斗(dou)式(shi)等。下面(mian)是2個(ge)挖(wa)(wa)沙(sha)船變頻應用案例。
應用案例一
一、概述
湖南某船舶(bo)修造(zao)有限責任公司(si)建造(zao)的一艘大型挖沙船。整條船上配套使用(yong)變頻(pin)器共計12 臺，采用(yong)的普傳(chuan)科技的PI9000 系列(lie)變頻(pin)器。
此艘挖沙船主(zhu)要是在（江）河道中，挖掘(jue)河底的(de)(de)石(shi)頭，然(ran)后通過篩選，用(yong)作建筑材料(liao)。該船無自主(zhu)航(hang)行的(de)(de)動力，船舶下(xia)(xia)水(shui)(shui)后由拖船拖引到(dao)作業水(shui)(shui)域后，將船錨放下(xia)(xia)進行挖沙作業，船上配有3 臺柴油發電機，供船上生產(chan)作業及(ji)生活使用(yong)。
其工藝過(guo)(guo)(guo)程：（1）首(shou)先(xian)在河底通過(guo)(guo)(guo)挖斗來挖石(shi)頭(tou)(tou)（水、石(shi)、沙(sha)混合物）；（2）通過(guo)(guo)(guo)傳輸帶進(jin)入(ru)到篩(shai)選箱；（3）通過(guo)(guo)(guo)篩(shai)選，不(bu)同大(da)小的(de)石(shi)頭(tou)(tou)分別進(jin)入(ru)對應的(de)三個傳送帶，然(ran)后通過(guo)(guo)(guo)傳送帶直接裝到運輸船上(shang)。
使(shi)用的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)分別為：（1）挖(wa)石頭(tou)共用2 臺(tai)450G 變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)驅(qu)動(dong)(dong)挖(wa)斗(dou)（兩臺(tai)335kw 八級連軸電(dian)機(ji)），1 臺(tai)110KW 的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)控(kong)制(zhi)挖(wa)斗(dou)的(de)深度(du)（93KW 電(dian)機(ji)）；（2）篩選箱(xiang)采(cai)(cai)(cai)用4 臺(tai)55kW 變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)驅(qu)動(dong)(dong)轉動(dong)(dong)（四臺(tai)37kw 六(liu)級電(dian)機(ji)）；（3）傳送帶(dai)采(cai)(cai)(cai)用3 臺(tai)30kW 變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)將不同(tong)大(da)小的(de)3 類石頭(tou)通過(guo)3 個(ge)(ge)傳送帶(dai)裝(zhuang)到不同(tong)的(de)貨運船上（三臺(tai)22kw 六(liu)級電(dian)機(ji)）。（4）固(gu)定挖(wa)沙(sha)船錨繩(sheng)的(de)絞盤驅(qu)動(dong)(dong)采(cai)(cai)(cai)用一(yi)(yi)個(ge)(ge)110kW 變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)（93KW 電(dian)機(ji)），（5）洗(xi)沙(sha)及船上生(sheng)活用水采(cai)(cai)(cai)用了一(yi)(yi)臺(tai)200KW 的(de)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)（160KW 六(liu)級電(dian)機(ji)），整條(tiao)采(cai)(cai)(cai)砂船總共采(cai)(cai)(cai)用了12 臺(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)(qi)。
二、變頻(pin)器選型
整條挖沙船共(gong)采用12 臺(tai)變(bian)頻器，選(xuan)型(xing)如下(xia)：
三、設備及操控介紹(shao)由于船舶在河里用發電(dian)機發電(dian)同時(shi)要求可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)，所以變頻器(qi)都(dou)加大了(le)一至二檔選型，這(zhe)樣能承受一定(ding)的(de)(de)電(dian)網波動。控制篩(shai)籠的(de)(de)四臺(tai)變頻器(qi)還(huan)加了(le)輸入電(dian)抗(kang)器(qi)，以保證(zheng)篩(shai)籠的(de)(de)平穩(wen)不間斷運(yun)行(xing)。
篩籠(long)，是一個上小(xiao)下大結(jie)構、中間一根主(zhu)軸，四臺(tai)37kw 六(liu)級馬達抬著篩籠兩(liang)(liang)端轉(zhuan)動(dong)(dong)。上頭(tou)兩(liang)(liang)臺往(wang)同一(yi)(yi)(yi)方(fang)向(xiang)轉(zhuan)，下頭(tou)兩(liang)(liang)臺往(wang)同一(yi)(yi)(yi)方(fang)向(xiang)轉(zhuan)，上下兩(liang)(liang)個方(fang)向(xiang)必(bi)須使篩籠往(wang)一(yi)(yi)(yi)個方(fang)向(xiang)轉(zhuan)，調試的時候必(bi)須兩(liang)(liang)臺一(yi)(yi)(yi)組(zu)同一(yi)(yi)(yi)方(fang)向(xiang)進行(xing)調試，每臺變(bian)頻器都必(bi)須根據電(dian)機名牌設(she)置參數進行(xing)電(dian)機參數自學習（自學習的時候需(xu)跳(tiao)過光(guang)纖板，且繼電(dian)器輸出功能要改成故障報警(jing)，否則無法自學習）。最后(hou)確定(ding)方(fang)向(xiang)一(yi)(yi)(yi)致后(hou)才能四臺一(yi)(yi)(yi)起開動(dong)(dong)。
控制柜，都是采(cai)用按鈕(niu)控制。讓變頻(pin)器輸出4-20mA 模擬量給數字表監(jian)視(shi)(shi)運(yun)行轉(zhuan)速及電流。由于要(yao)實現同(tong)(tong)步，每(mei)兩臺變(bian)頻器(qi)間安裝了光纖板同(tong)(tong)步控(kong)制(zhi)板，以實現主輔(fu)機(ji)同(tong)(tong)步，輔(fu)機(ji)鍵(jian)盤和控(kong)制(zhi)板只是(shi)監(jian)視(shi)(shi)用，主輔(fu)兩臺變(bian)頻器(qi)的PWM 信號都是主機(ji)(ji)控制板板提供。由于使用(yong)的(de)都是變頻電(dian)機(ji)(ji)，所以啟動信號要同時控制中間繼電(dian)器(qi)打開(kai)電(dian)機(ji)(ji)散熱(re)風扇，同時安裝有(you)急停(ting)按鈕，四臺電(dian)機(ji)(ji)的(de)故障輸出繼電(dian)器(qi)信號都串聯(lian)到控制回路中，當按下急停(ting)按鈕或者任何一臺變頻器(qi)報警(jing)篩(shai)籠都不(bu)能正常(chang)運(yun)行，起到全面保護作用(yong)。
頂層操作臺，用來(lai)控制四臺篩(shai)籠傳動變(bian)頻器、三臺傳送帶(dai)變(bian)頻器的運(yun)行(xing)，并監視(shi)篩(shai)籠馬(ma)達的電壓(ya)、電流、轉速情況。
甲板操作臺，用來控制兩臺93kw 馬達(da)（挖沙臂(bei)升降）和兩臺355kw 馬(ma)達（挖(wa)沙斗傳動）。并監視馬(ma)達的電壓、電流、轉速。
355kw八級挖沙斗傳動馬達(da)主(zhu)軸相(xiang)連(lian)以提供大的輸(shu)出轉矩，帶動30個挖(wa)沙斗挖(wa)沙，配(pei)套的(de)兩臺(tai)PS9530 450G3 變頻柜都加了(le)輸入電(dian)抗器和(he)DC 電抗器以提高功(gong)率因數，兩臺(tai)變頻采(cai)用光纖板(ban)實現主輔同步控制，同時(shi)共直流母線連接(jie)并(bing)帶有自動單元。調試時(shi)因為主軸已經連接(jie)在一(yi)起，要先(xian)單臺(tai)調試確認(ren)旋轉(zhuan)方向一(yi)致，在帶電機(ji)運行前必須要確認(ren)機(ji)械抱閘已打開。
甲板(ban)控制室動力(li)柜，柜內是(shi)兩(liang)臺110KW 變頻器控制(zhi)挖沙臂升(sheng)降，其中包括兩(liang)臺抱閘控制(zhi)裝置(zhi)，兩(liang)臺馬達風扇(shan)，啟動時得同時打開抱閘裝置(zhi)和(he)馬達風扇(shan)。為防止溜(liu)勾現象，設置(zhi)變頻器的集(ji)電極開路輸出SPA 端(duan)子，啟動時當(dang)頻率到達3hz 時讓抱(bao)閘打(da)開(kai)，停止時當頻率(lv)下降(jiang)到3hz 時讓抱閘閉合。每臺變頻器(qi)都需(xu)要先(xian)脫開電機(ji)測試外(wai)控按鈕功能是否正常，然后再帶電機(ji)設(she)置參數。
四、變頻(pin)器參數調試
主機光纖板接線：從左往右1-8 號腳分(fen)別接主機TA1、主機TC1、輔機TA1、輔機TC1、輔(fu)機COM、輔機(ji)DI4（11 故障輸入）、主機COM、主機DI4（11 故障輸(shu)入）。
各變頻器參數設置：
五、應用(yong)效果(guo)
整條挖(wa)(wa)沙(sha)船(chuan)配套變(bian)頻器后，各設(she)備運行安全(quan)、可靠(kao)，達到了(le)(le)挖(wa)(wa)沙(sha)船(chuan)的工作要(yao)求(qiu)。同時提(ti)高了(le)(le)自動化程(cheng)度(du)減(jian)輕了(le)(le)勞動強度(du)，提(ti)高了(le)(le)生產(chan)效率、節電(dian)、環保(bao)，一舉(ju)多得(de)。普傳科技的變(bian)頻器在挖(wa)(wa)沙(sha)船(chuan)上配套使用可以進一步(bu)推廣(guang)。
應用案(an)例(li)二
一、挖沙船(chuan)工作原理
挖沙船通過(guo)柴油發(fa)電機，來為挖沙船上的(de)設(she)備提供電力，進行(xing)挖沙作業。
鏈條挖斗式挖沙船(chuan)的主(zhu)要工藝流程分為：
（1）首先在河底通過(guo)挖斗(dou)挖石頭(tou)；（2）通(tong)過(guo)鏈條將挖斗挖到(dao)的沙石送進篩選箱；（3）通過(guo)(guo)篩選，不同(tong)大小的(de)石頭分別進入(ru)對(dui)應的(de)傳送(song)(song)帶，然后通過(guo)(guo)傳送(song)(song)帶直接裝到運輸的(de)船上。
二、變頻器應用方案(an)
1 挖沙船工(gong)藝流程框(kuang)圖
2 挖斗方案
2.1 挖斗現場要求
挖(wa)斗運行為兩臺380V，355kW 的8 級電機(ji)驅動，電機(ji)采用連軸的(de)方式帶動挖斗的(de)鏈條，進行挖沙作業。
要求變頻器驅動(dong)同時(shi)驅動(dong)兩臺電(dian)機，并且(qie)兩臺電(dian)機的轉(zhuan)速一樣，電(dian)流相差(cha)不大(da)。另外控制挖斗的深度為1 臺380V，93KW 的電機(ji)。
2.2 變頻器設置
變(bian)頻(pin)器(qi)采用(yong)兩(liang)臺450G 的變頻器，并機(ji)驅動兩臺355kW 的電機。
變頻(pin)器(qi)只需(xu)設置變頻(pin)器(qi)主機(ji)的電機(ji)參(can)數和客戶端子(zi)控(kong)制(zhi)的端子(zi)和輸出信號(hao)的端子(zi)進行(xing)完成操作和監視，完成自動化控(kong)制(zhi)。
并機后兩臺電機的電流工作在500A（根(gen)據挖到石料的(de)多(duo)少會(hui)變化）左右，電流相差小于25A，并(bing)機電流相差小于5%，并機的(de)效果很好。
另(ling)外，控制挖(wa)斗的(de)深(shen)度(du)電機采用1 臺110G 的(de)變(bian)頻器(qi)，變(bian)頻器(qi)只需設(she)置變(bian)頻器(qi)的(de)電機(ji)參數和客戶端子控(kong)(kong)制(zhi)的(de)端子和輸出信號的(de)端子進行完(wan)成(cheng)操作和監視(shi)，完(wan)成(cheng)自動化控(kong)(kong)制(zhi)。
3 篩(shai)選箱方案
3.1 篩(shai)選箱現場要求
篩選(xuan)箱(xiang)設備如下圖，為一個不同(tong)孔徑(jing)的(de)圓形金屬網固(gu)定在(zai)下面(mian)的(de)圓形金屬盤，圓盤不停(ting)的(de)轉動，不同(tong)尺(chi)寸的(de)石料進(jin)入對應(ying)的(de)傳送帶(dai)上，即完成篩選(xuan)工作(zuo)。
電機（45kW）通過(guo)減速箱(xiang)后驅動金屬盤，4 臺電(dian)機通過金(jin)屬(shu)(shu)輪驅動(dong)金(jin)屬(shu)(shu)盤，屬(shu)(shu)于并(bing)機驅動(dong)。所以，幾臺的變頻器(qi)的轉速(su)要求一(yi)樣，電(dian)流要求相差不大(da)。
3.2 變頻器設置(zhi)
變(bian)頻器采(cai)用4 臺55G 的(de)變頻器(qi)，并機(ji)驅(qu)動4 臺380V，45kW 的(de)電機(ji)。
變頻器(qi)只需設置(zhi)變頻器(qi)主機的(de)(de)(de)電機參(can)數和(he)客戶端子控制的(de)(de)(de)端子和(he)輸(shu)出信號的(de)(de)(de)端子進行完(wan)(wan)成操作和(he)監(jian)視，完(wan)(wan)成自動化控制。
并機后(hou)兩臺電(dian)機的電(dian)流工作在50A（根據石料多少(shao)變化）左右，電流相差(cha)小(xiao)于(yu)2A，并(bing)機電流(liu)相差小(xiao)于5%，并(bing)機的效果很好。
4 傳(chuan)輸方案
4.1 現(xian)場(chang)要求
現場有3 個可以(yi)分別傳(chuan)送3 種不同的石料到運輸船上。傳輸帶采用380V，22kW 電機。
4.2 變(bian)頻(pin)器設置
變頻器(qi)采用3 臺30G 的變頻器，分別驅動(dong)380V，22kW 的電機。
變(bian)頻器(qi)只需(xu)設置變(bian)頻器(qi)的(de)電機參數和客戶(hu)端(duan)子控(kong)制的(de)端(duan)子和輸出信(xin)號的(de)端(duan)子進行完(wan)成操作和監視，完(wan)成自動化控(kong)制。
5 輔助設備
固定挖沙船的(de)錨(mao)繩的(de)絞盤，采用1 臺110G 的變(bian)頻器，驅動(dong)1 臺380V，93kW 的(de)電(dian)機。變(bian)(bian)頻器(qi)只需設置變(bian)(bian)頻器(qi)的(de)電(dian)機參數和客(ke)戶端(duan)(duan)子控制的(de)端(duan)(duan)子和輸(shu)出(chu)信號的(de)端(duan)(duan)子進行(xing)完(wan)成(cheng)(cheng)操作和監視(shi)，完(wan)成(cheng)(cheng)自動化控制。
船上生活(huo)用水采用了1 臺160KW 的變(bian)頻器，驅動1 臺380V，132kW 的(de)電機(ji)。變頻(pin)器只需設置變頻(pin)器的(de)電機(ji)參(can)數(shu)，手動調節(jie)運(yun)行頻(pin)率(lv)節(jie)能運(yun)行即可。
總(zong)結
挖沙船(chuan)采用變(bian)頻器的方(fang)(fang)案，變(bian)頻器的調試簡(jian)單方(fang)(fang)便(bian)。電氣工(gong)藝(yi)的安裝調試容易。
挖(wa)沙(sha)(sha)船采用(yong)變頻器的(de)方案后(hou)，從挖(wa)沙(sha)(sha)，篩選到裝船全部采用(yong)了(le)自動化工(gong)藝流程(cheng)。減少(shao)了(le)人(ren)力投入，降低了(le)工(gong)人(ren)的(de)勞動強度，最重(zhong)要的(de)是大(da)大(da)提(ti)高了(le)挖(wa)沙(sha)(sha)船的(de)工(gong)作效(xiao)率(lv)，獲得更大(da)的(de)經濟效(xiao)益。
