弱电控制电动机系统的研发

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[摘 要]主要针对石材企业的固定锯机台车在工作中经常发生漏电保护断电的问题进行分析，提出研发新型控制系统的三个方案，通过对方案的综合分析，确定最佳方案并进行制作实施，在施工过程中加以应用，并不断优化改进，对其效果进行检查，达到了预期目的，成功的实现弱电控制电动机系统的研发与应用。

[关键词]弱电控制电动机；漏电跳闸；研发

中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）20-0292-01

内乡县板场乡是豫西南最大的花岗岩采石基地，大大小小的采石场足有上百家。企业有自己独立的控制系统，因多种外力因素导致系统频繁跳闸，严重影响了板场所供电可靠率。因此需要研发一种弱电控制电动机系统，解决小中型石材企业因固定锯机台车稳定性、安全性较差而引起线路频繁跳闸的问题，践行优质服务进企业的承诺。

1、石材企业的固定锯机台车在工作中存在的问题及原因分析：

现有石材企业的固定锯机台车为轨道式运行，利用电机带动钢丝绳左右移动，其对地距离一般为30公分，两头装上行程开关220V，行程开关挂上绳子带在台车传动钢绳上，调节行程距离。其存在的缺点主要有以下几点：

1.1 对地距离较低，容易漏电，造成配电盘跳闸断电，引起系统工作中频繁跳闸，安全性及差；造成供电中断，影响了锯机的工作效率。

1.2 冬天行程开关落水结冰造成其不灵活或失控，从而导致行程开关挂绳易断和行程距离不准，造成工作停顿，设备维护量增大。

1.3 根据维护记录，显示因跳闸造成的维护工作量最大。查看石材城的工作环境，发现在作业场地的降温水流较大，长期作业环境潮湿，也是引起系统跳闸的原因。

2、新型控制系统研发问题的提出

2.1 通过对实地的考察，结合锯机工作的自身实际情况，我们研究分析发现，现场锯机正常工作的控制电压为220V，把其控制电压调整为一定范围的低电压就能避免跳闸引起的停工、停产，减少其维护时间。

2.2 研发一种新的控制系统，新的控制系统，且必须要满足以下要求：（1）系统的可靠性强、操作简便、维修安全；（2）整体设计要美观、接线清晰、成本可控（3）不受环境影响，正常工作。该系统能够有效降低跳闸次数，从而大幅度缩短维修工作时间，将原来的维修时间由平均122H降低到正常维护和其他因素的平均值18H，从而提高锯车工作效率。

3 弱电控制电动机系统研发方案的确定

针对以上具体问题，结合工作中的实践经验，经过分析和验证提出三种设计方案：

3.1 方案一：加装接近开关和磁铁

3.1.1 设计原理：加装接近开关和磁铁，接近开关安装在台车轨道上，台车上加装磁铁。

3.1.2：综合分析：简单快捷，设计周期短简单快捷，设计周期短，但不能完全改变现场情况带来的频繁跳闸，离目标值有很大距离。

3.2 方案二：装钢丝绳代替行程开关，

3.2.1 设计原理：加装钢丝绳代替行程开关，公共端接在穿有绝缘管内的钢筋上，电缆在锯车上吊空，令一端接在绝缘管内的钢丝绳上。

3.2.2：综合分析；能更好的保证锯机的正常工作，但会出现误动作及漏电的可能，安全性能较低，达不到目标值。

3.3 方案三：把原有行程开关取消，增加控制变压器，力求弱电控制电动机系统。

3.3.1 设计原理： 把原有行程开关取消，增加控制变压器，用低电压控制回路。一次测电压220V ，二次测电压36V（或24V），把左右控制中间继电器线圈电压220V 换为36V。把二次测电压36V火线端接在台车轨道上，做两个约50公分软钢绳，穿过绝缘管，固定在石墩或木墩上（60*20*30cm）作为左右行程挡铁，分别放在台车外两端，用控制线分别接在行程挡铁上，另一端接在左右中间继电器一端，控制变压器二次00线端接在中间继电器另一端，利用左右中间继电器弱电低电压控制左右交流接触器。

3.3.2 综合分析： 弱电控制电动机系统，减少了因接地造成的跳闸次数，既降低了工作人员的安全风险，又大大提高了工作效率。

通过以上的综合分析与评估以及试验验证，最后确定最佳方案为方案三。

4、弱电控制电动机系统改进方案的实施

选定最佳方案后，我们按照设计主体图纸、材料购置与加工、、调整控制线路的规划布置并连接、设计后自验四个步骤进行了实施。

4.1、弱电控制电动机系统的主体图纸

根据弱电控制强电的技术原理，进行现场模拟设计，最终绘制出弱电控制电动机系统的图纸。如图1：

4.2 材料购置与加工

2013年7月10日，我们到市场上采购控制变压器，换气扇等所需物品。

4.3 调整控制线路的规划布置并连接

按照设计图纸的要求，我们对控制系统进行了改造，把原有行程开关取消，增加控制变压器，一次测电压220V ，二次测电压36V（或24V），把左右控制中间继电器线圈电压220V 换为36V。把二次测电压36V火线端接在台车轨道上，做两个约50公分软钢绳，穿过绝缘管，固定在石墩或木墩上（60*20*30cm）作为左右行程挡铁，分别放在台车外两端，用控制线分别接在行程挡铁上，另一端接在左右中间继电器一端，控制变压器二次00线端接在中间继电器另一端，利用左右中间继电器弱电低电压控制左右交流接触器。

附图说明：主控制图

4.4 设计后自验：

弱电控制电动机系统在设计后我们对其进行了为期一周的不间断试用试验，未出现因水流过大造成接地短路跳闸，保证了锯机台车的工作可靠性，提高了工厂的工作效率。

5 效果检查

5.1 通过2013年9、10、11月份我们对宝玉石材有限公司进行为期三个月不间断使用。在工作人员的使用效果反馈中，发现该系统整体设计要美观，接线清晰、成本低廉，不受环境影响，可靠性强。操作简便，维修安全。改造后的控制回路无一起因接地短路造成的跳闸，与改造前相比由原来维修时间平均122H降低到正常维护和其他因素的平均值16H，大大缩短了维护时间，达到了预期的效果。

5.2 安全性能分析

弱电控制电动机系统的研发，因采用交流弱电系统控制，减少了因接地造成的跳闸次数，既降低了工作人员的安全风险，又提高了工作效率。

5.3 经济效益评估：

新型控制系统的研发所采购的物品：控制变压器、电缆等成本费用为980元，目标实现后无一例因接地短路跳闸，大大的提高了工厂的工作效率，同时也保证了板场所的供电可靠率。板场乡供电所因此多供电量：以石材城500KVA变压器为例，满负荷运行每小时为380KW，多收入100297元。380KW/H×（122-16）H×3=120840度×0.83=100297元，新型控制系统的研发，吸引了福建多家石材商人的关注，因此转让技术分红，共计1800000元。

6 结束语

弱电控制电动机系统的研发，解决小中型石材企业因固定锯机台车稳定性、安全性较差而引起线路频繁跳闸的问题，保证了工厂的工作效率，也提高了供电所的供电可靠性，减少了供需双方矛盾，给人民的工作、生活带来了便利，更体现了“电力优质服务进万家”的服务精神，为内乡电力事业树立了良好形象。