由于有軌輸送車(chē)是活動(dòng)的，為了保證設(shè)備運(yùn)行的可靠性，應(yīng)盡量減少有軌輸送車(chē)對(duì)外的連接線。本方案除主電源（三相四線）保持滑動(dòng)接觸外，有軌輸送車(chē)無(wú)其他控制線引出。從起動(dòng)、運(yùn)行到有選擇的精確制動(dòng)停車(chē)，整個(gè)過(guò)程要平穩(wěn)，無(wú)明顯的沖擊力。本方案采用軟起動(dòng)和二次停車(chē)方案?？刂圃O(shè)備要經(jīng)濟(jì)可靠。本方案將原兩側(cè)驅(qū)動(dòng)的繞線式異步電動(dòng)機(jī)改為高阻電動(dòng)機(jī)（將轉(zhuǎn)子繞組短接、并把電刷舉起），采用變頻調(diào)速進(jìn)行控制，用接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)計(jì)數(shù)來(lái)反映運(yùn)料車(chē)的位置；為了減少引線和便于操作，除擋鐵外，操作臺(tái)、變頻器、接近開(kāi)關(guān)都安裝在有軌輸送車(chē)上。

　　保護(hù)功能齊全。由于1臺(tái)變頻器同時(shí)供電給2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，故變頻器的熱保護(hù)功能將不起作用，因此每臺(tái)電動(dòng)機(jī)必須有過(guò)載保護(hù)；由于采用滑線供電方式，在運(yùn)行過(guò)程中，有可能出現(xiàn)因短暫的接觸不良造成的瞬間停電，因此變頻器的重合閘功能是必須的；本控制方案還設(shè)有手動(dòng)停車(chē)、緊急制動(dòng)停車(chē)、限位保護(hù)等環(huán)節(jié)。

　　有軌輸送車(chē)有選擇地精確定位控制平面示意圖見(jiàn)1.

　　前進(jìn)（進(jìn)料）控制要求：根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇窯爐號(hào)有軌輸送車(chē)軟起動(dòng)、行駛接近指定的窯爐軌道時(shí)進(jìn)行平穩(wěn)制動(dòng)到達(dá)目標(biāo)時(shí)精確停車(chē)，要求設(shè)有手動(dòng)選擇停車(chē)、緊急制動(dòng)停車(chē)和限位保護(hù)。

　　返回（出料）控制要求：有軌輸送車(chē)反向軟起動(dòng)、行駛接近裝卸原位時(shí)進(jìn)行平穩(wěn)制動(dòng)到達(dá)裝卸原位時(shí)精確停車(chē)，要求設(shè)緊急制動(dòng)停車(chē)和限位保護(hù)。有軌輸送車(chē)的前進(jìn)控制流程見(jiàn)2，返回控制流程圖見(jiàn)3.

　　本方案選用三菱公司的FX2N系列PLC與FR系列變頻器進(jìn)行控制，電氣控制基本原理見(jiàn)4.

　　起動(dòng)與制動(dòng)過(guò)程的控制是有軌輸送車(chē)控制的關(guān)鍵，在起動(dòng)過(guò)程中，必須處理好加速度的快慢與運(yùn)輸車(chē)的大慣性及平穩(wěn)性之間的矛盾。由于拖動(dòng)系統(tǒng)存在著大慣性，在起動(dòng)過(guò)程中，如果頻率上升得太快，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速將跟不上同步轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)差n增大，引起電流增大，甚至可能超過(guò)一定限值而導(dǎo)致變頻器跳閘，同時(shí)過(guò)大沖擊力會(huì)造成運(yùn)輸物的擠壓甚至倒塌。為了保證起動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)性，必須采用軟起動(dòng)，具體可采用以下2種方案。

　　該起動(dòng)方式在起動(dòng)的初始階段加速比較緩慢；中間為線性加速，加速度不變；加速即將結(jié)束時(shí)，加速度又逐漸下降為零，在整個(gè)加速過(guò)程中，速度與時(shí)間呈S形曲線。這種起動(dòng)方式可有效緩和加速過(guò)程中的振動(dòng)，防止運(yùn)輸過(guò)程負(fù)荷的擠壓和倒塌。起動(dòng)方式見(jiàn)5.

　　本方案采用該起動(dòng)形式， S形起動(dòng)方式可通過(guò)變頻器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。變頻器的起動(dòng)時(shí)間常數(shù)Ts值，可按式V1= V 0+ at估算。該有軌輸送車(chē)額定運(yùn)行速度為30 m/ min，綜合考慮運(yùn)輸效率和質(zhì)量，起動(dòng)和停止時(shí)的加速度取0 1 m/ s 2左右，則有軌輸送車(chē)欲從0加速到30 m/ min， T s大致可設(shè)定為5 6 s.剛起動(dòng)時(shí)，為保證足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，可適當(dāng)提高變頻器的轉(zhuǎn)矩提升參數(shù)值。起動(dòng)時(shí)間常數(shù)和轉(zhuǎn)矩提升參數(shù)值，具體以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試為準(zhǔn)。

　　選擇矢量控制模式時(shí)，變頻器可采用恒轉(zhuǎn)矩與恒轉(zhuǎn)速切換的起動(dòng)形式異步電動(dòng)機(jī)采用矢量控制模式實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速，系統(tǒng)的機(jī)械特性及動(dòng)態(tài)特性可與采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，同時(shí)又克服了直流電動(dòng)機(jī)故障率高的缺陷。起動(dòng)時(shí)采用恒轉(zhuǎn)矩控制，可以使電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩逐漸增大，直至能夠克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩和加速度才從0開(kāi)始緩慢增加，從而使起動(dòng)過(guò)程十分平穩(wěn)。由于恒轉(zhuǎn)矩控制方式不能控制轉(zhuǎn)速，所以，隨著動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的不斷增大，加速度也必然不斷增大，這是不希望發(fā)生的。因此，當(dāng)拖動(dòng)系統(tǒng)起動(dòng)以后，有必要切換成恒轉(zhuǎn)速控制方式，以便對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。采用該起動(dòng)方式，矢量控制只能用于1臺(tái)變頻器控制1臺(tái)電動(dòng)機(jī)的情況下，當(dāng)1臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，矢量控制將無(wú)效。

　　當(dāng)變頻器被預(yù)置為轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，給定信號(hào)X的大小將與電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩成正比，轉(zhuǎn)矩與加速度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可參照T em - T L = GD 2 375 dn dt有軌輸送車(chē)的制動(dòng)方案為了使有軌輸送車(chē)平穩(wěn)停車(chē)和精確定位，制動(dòng)控制過(guò)程可采用二次停車(chē)的方案。一次停車(chē)過(guò)程有軌輸送車(chē)從較高速度下降至較低速度的過(guò)程稱(chēng)為一次停車(chē)過(guò)程，在變頻調(diào)速控制系統(tǒng)中，是通過(guò)降低變頻器的輸出頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)減速的。由于該車(chē)慣性大，自由停車(chē)時(shí)間太長(zhǎng)，不能采用。為了縮短停車(chē)時(shí)間，可采用直流制動(dòng)和再生制動(dòng)配合的方法（通過(guò)變頻器的參數(shù)設(shè)定），即首先用再生制動(dòng)方式將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降至較低轉(zhuǎn)速，然后再轉(zhuǎn)換成直流（ DC）制動(dòng)，使電動(dòng)機(jī)迅速停住，見(jiàn)5.

　　前進(jìn)過(guò)程中KS 1動(dòng)作時(shí)，若計(jì)數(shù)器的值n等于窯號(hào)選擇m，則變頻器輸入端STF被斷開(kāi)，變頻器的輸出頻率開(kāi)始下降，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速（同步轉(zhuǎn)速）立即下降，由于拖動(dòng)系統(tǒng)具有很大的慣性，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不可能立即下降。于是，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過(guò)了同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組切割磁場(chǎng)的方向和原來(lái)相反了。轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向，以及所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的方向都和原來(lái)相反了，電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)。由于系統(tǒng)的慣性大，不但節(jié)省了能源，還增大了制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。但如果頻率下降速度太快，制動(dòng)加速度太大，不但會(huì)造成半成品泥坯的倒塌或受擠壓而變形，同時(shí)會(huì)使制動(dòng)電流和泵升電壓過(guò)大而損毀變頻器。大多數(shù)變頻器為了避免跳閘，專(zhuān)門(mén)設(shè)置了減速過(guò)電壓的自處理功能，如果在減速過(guò)程中，直流電壓超過(guò)了設(shè)定的電壓上限值，變頻器的輸出頻率將不再下降，暫緩減速，待直流電壓下降到設(shè)定值以下后再繼續(xù)減速。

　　如果減速時(shí)間設(shè)定不合適，又沒(méi)有利用減速過(guò)電壓的自處理功能，就可能出現(xiàn)跳閘故障。所以合理選擇減速方式和時(shí)間非常重要。變頻器的減速時(shí)間參數(shù)值的設(shè)置與起動(dòng)時(shí)基本相同。直流（ DC）制動(dòng)是指當(dāng)變頻器的輸出頻率為零，異步電動(dòng)機(jī)的定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不再旋轉(zhuǎn)，而電機(jī)的轉(zhuǎn)速已降低到一定程度時(shí)，變頻器向異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入直流電源，使異步電動(dòng)機(jī)處于能耗制動(dòng)狀態(tài)。一次停車(chē)時(shí)，變頻器的DC制動(dòng)參數(shù)（制動(dòng)起始頻率、制動(dòng)電流、制動(dòng)時(shí)間）可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試而設(shè)定，其依據(jù)是一次停車(chē)位置略超過(guò)所要求的精確停車(chē)位置。二次停車(chē)有軌輸送車(chē)通過(guò)一次停車(chē)，若制動(dòng)參數(shù)選擇恰當(dāng)，當(dāng)接近目標(biāo)位置時(shí)，其速度已基本為零，此時(shí)，接近開(kāi)關(guān)KS 2產(chǎn)生信號(hào)使電磁抱閘YB開(kāi)始動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械制動(dòng)。接近開(kāi)關(guān)KS 2與KS 1之間的距離調(diào)整，是定位精確度的關(guān)鍵，必須考慮電磁抱閘從線圈通電到完全抱緊這個(gè)時(shí)間差。

　　異常停車(chē)、限位保護(hù)功能當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械發(fā)生緊急情況或有軌輸送車(chē)到達(dá)極限位置時(shí)， PLC將發(fā)出緊急停車(chē)信號(hào)。對(duì)此，有的變頻器設(shè)置了專(zhuān)門(mén)用于處理異常情況的功能，在異常停車(chē)期間，其操作信號(hào)都將無(wú)效。若變頻器無(wú)此功能，只能采用緊急停車(chē)方案。返回控制有軌輸送車(chē)返回時(shí)，其起動(dòng)與制動(dòng)方法與前進(jìn)時(shí)完全相同，只是檢測(cè)信號(hào)不同，控制流程見(jiàn)3.

　　結(jié)束本研究提出了采用變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)有軌輸送車(chē)有選擇地精確定位的控制方案，與其他調(diào)速方法相比，該方案運(yùn)行性能好，安全可靠。實(shí)踐表明，采用軟起動(dòng)可有效解決加速度的快慢與運(yùn)輸車(chē)的運(yùn)行平穩(wěn)性之間的矛盾，采用二次停車(chē)方案既可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)停車(chē)又可實(shí)現(xiàn)精確定位，本研究對(duì)于許多運(yùn)輸設(shè)備的改造具有實(shí)際意義。