回轉窯尾部漏料提升機（窯尾小車）是鏈箅機-回轉窯法生產球團不可缺少的設備，承擔將鏟料板下漏的未經焙燒的球團提升到回轉窯內進行焙燒的任務。萊鋼集團礦山建設有限公司60萬噸球團廠窯尾小車的拖動電機采用的是帶電磁抱閘制動的電動機，由摩擦片來進行強制制動，摩擦片磨損快且故障率高。

在高速狀態下停機時，窯尾小車時常出現振動和打滑現象，定位不準，甚至飛車，嚴重影響設備和人身安全，不得不停機進行檢修和維護。采用變頻調速傳動系統后，改造后運行穩定，定位準，故障率低，大大降低了運行維護費用。

不穩定性分析

窯尾小車電磁抱閘制動器主要由制動電磁鐵和閘瓦制動器兩部分組成。制動電磁鐵由鐵心、銜鐵、線圈三部分組成。閘瓦制動器包括閘輪、閘瓦和彈簧等，閘輪與電動機裝在同一根轉軸上。電磁抱閘制動電路圖如圖1所示。

圖1 電磁抱閘制動電路圖

電動機接通電源，同時電磁抱閘線圈L(L是一個大電感)也得電，銜鐵吸合，克服彈簧的拉力使制動器的閘瓦與閘輪分開，電動機帶動窯尾小車正常運轉。當電源電壓為正半周時，電源通過二極管VD1向線圈L提供電流，當電源電壓為負半周時，電源不再提供電流，而是由線圈的自感電動勢使電流通過續流二極管VD2繼續流動。

電動機斷電停車時，交流接觸器KM1失電，繞組L的自感電動勢通過續流二極管VD2進行放電，通過短暫的續流后L完全失電，電磁抱閘制動由于彈簧力的作用，閘瓦抱緊閘輪，電機停機，窯尾小車停在指定位置。壓敏電阻RP1，是防止在續流二極管電路一旦發生接觸不良等故障時，進行線圈保護。

由于通過續流二極管VD2進行續流，具有短暫的續流時間，線圈L失電與電動機斷電停車有一短暫延時時間，同時彈簧也有一定的延時，導致電磁抱閘制動延時，窯尾小車很難精準停車。通過閘瓦的摩擦片制動閘輪進行強制機械制動，摩擦片磨損快且嚴重，快速制動時會產生振動，檢修頻繁，維護費用高，一定程度上影響到生產穩定和產能提升。

改進型變頻調速傳動系統分析

采用變頻調速傳動系統對原窯尾小車電氣傳動系統進行改造，可以利用變頻調速的直流制動功能，使電磁抱閘制動器的得電松開和失電抱緊的過程都在直流制動狀態下進行。

電磁抱閘制動器在閘瓦抱緊閘輪過程中，電動機已停止轉動，不存在閘輪摩擦片的磨損，可以大大降低故障率和維護費用。改進型變頻調速傳動系統電氣控制電路如圖2所示。原電磁抱閘制動器和電動機共電源的聯接線須改動，通過加裝接觸器KM2與電源相接。

圖2 電氣控制電路

變頻器的輸入、輸出端子的功能預置如下：X1端子為正轉；X2端子為反轉。變頻器的正、反轉運行端子X1（KF）、X2（KR）要和電磁抱閘制動器的接觸器KM2相配合，故正、反轉控制由繼電器KF和KR來執行。輸出端子Y1預置為頻率檢測水平。

變頻器控制參數確定及系統運行分析

改進的窯尾小車電氣傳動系統選用施耐德公司ATV71系列變頻器，功率為11Kw，該變頻器具有多種可擴展接口供選擇，與DCS接口易實現，通過主控室組態進行實時監視，可在線編程，參數設置方便，參考變頻器編程手冊設置運行參數，如圖3所示。

圖3 變頻器運行設定參數

正轉啟動時， KF閉合，KM2也閉合，電磁抱閘制動器閘瓦開始松開。變頻器獲得啟動指令后，首先執行啟動前的直流制動。閘瓦松開時間一般在0.6s以內，可將啟動前直流制動的時間預置為1s。如此，閘瓦松開過程是在電動機未轉動的過程中進行的，不存在閘瓦磨擦片的磨損問題。頻率檢測水平預置為5Hz，當變頻器的輸出頻率上升到5Hz以上時，繼電器KA得電，觸點KA閉合使線圈L保持得電。

停車時，KF斷開，變頻器的輸出頻率按預置的減速時間下降，當下降到直流制動的起始頻率16 Hz時，開始進入直流制動過程，變頻器的輸出頻率降為0Hz，KA斷開，線圈L失電，電磁抱閘制動器閘瓦開始抱緊。由于電動機已提前開始直流制動，閘瓦在抱緊過程中，電動機已停止運轉，所以不存在閘瓦磨擦片的磨損。電動機反轉運行和停車原理與上述分析一致，不再贅述。

結語

應用變頻調速技術對窯尾小車電磁抱閘制動系統進行處理后，閘瓦摩擦片基本沒有磨損，制動迅速，制動延時問題得到了解決。經過1年的運行結果表明，窯尾小車運行穩定，不會產生振動和打滑，定位準確，沒有出現故障，大大降低了檢修頻率和維護費用，達到了改造預期效果。

編自《電氣技術》，原文標題為“窯尾小車電氣傳動不穩定性分析及其改造”，作者為鄧樹良。