挖沙機(jī)械的任務(wù)是進(jìn)行水下土石方的施工、挖深、加寬和清理現(xiàn)有的航道和港口；開(kāi)挖新的航道、港口和運(yùn)河；疏浚碼頭、船塢、船閘及其他水工建筑物的基槽以及將挖出的泥沙拋入深?；虼堤钣陉懮贤莸卦焯?，將挖出的石料作為建筑材料等。
工作效率是以每小時(shí)能挖多少立方米泥土來(lái)表示的，挖泥船有機(jī)動(dòng)和非機(jī)動(dòng)之分，按施工特點(diǎn)又可分為耙吸式、鉸吸式、鏈斗式、抓斗式和鏟斗式等。下面是2個(gè)挖沙船變頻應(yīng)用案例。
應(yīng)用案例一
一、概述
湖南某船舶修造有限責(zé)任公司建造的一艘大型挖沙船。整條船上配套使用變頻器共計(jì)12 臺(tái)，采用的普傳科技的PI9000 系列變頻器。
此艘挖沙船主要是在（江）河道中，挖掘河底的石頭，然后通過(guò)篩選，用作建筑材料。該船無(wú)自主航行的動(dòng)力，船舶下水后由拖船拖引到作業(yè)水域后，將船錨放下進(jìn)行挖沙作業(yè)，船上配有3 臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，供船上生產(chǎn)作業(yè)及生活使用。
其工藝過(guò)程：（1）首先在河底通過(guò)挖斗來(lái)挖石頭（水、石、沙混合物）；（2）通過(guò)傳輸帶進(jìn)入到篩選箱；（3）通過(guò)篩選，不同大小的石頭分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)的三個(gè)傳送帶，然后通過(guò)傳送帶直接裝到運(yùn)輸船上。
使用的變頻器分別為：（1）挖石頭共用2 臺(tái)450G 變頻器驅(qū)動(dòng)挖斗（兩臺(tái)335kw 八級(jí)連軸電機(jī)），1 臺(tái)110KW 的變頻器控制挖斗的深度（93KW 電機(jī)）；（2）篩選箱采用4 臺(tái)55kW 變頻器驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)（四臺(tái)37kw 六級(jí)電機(jī)）；（3）傳送帶采用3 臺(tái)30kW 變頻器將不同大小的3 類石頭通過(guò)3 個(gè)傳送帶裝到不同的貨運(yùn)船上（三臺(tái)22kw 六級(jí)電機(jī)）。（4）固定挖沙船錨繩的絞盤驅(qū)動(dòng)采用一個(gè)110kW 變頻器（93KW 電機(jī)），（5）洗沙及船上生活用水采用了一臺(tái)200KW 的變頻器（160KW 六級(jí)電機(jī)），整條采砂船總共采用了12 臺(tái)變頻器。
二、變頻器選型
整條挖沙船共采用12 臺(tái)變頻器，選型如下：
三、設(shè)備及操控介紹由于船舶在河里用發(fā)電機(jī)發(fā)電同時(shí)要求可靠運(yùn)行，所以變頻器都加大了一至二檔選型，這樣能承受一定的電網(wǎng)波動(dòng)?？刂坪Y籠的四臺(tái)變頻器還加了輸入電抗器，以保證篩籠的平穩(wěn)不間斷運(yùn)行。
篩籠，是一個(gè)上小下大結(jié)構(gòu)、中間一根主軸，四臺(tái)37kw 六級(jí)馬達(dá)抬著篩籠兩端轉(zhuǎn)動(dòng)。上頭兩臺(tái)往同一方向轉(zhuǎn)，下頭兩臺(tái)往同一方向轉(zhuǎn)，上下兩個(gè)方向必須使篩籠往一個(gè)方向轉(zhuǎn)，調(diào)試的時(shí)候必須兩臺(tái)一組同一方向進(jìn)行調(diào)試，每臺(tái)變頻器都必須根據(jù)電機(jī)名牌設(shè)置參數(shù)進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)（自學(xué)習(xí)的時(shí)候需跳過(guò)光纖板，且繼電器輸出功能要改成故障報(bào)警，否則無(wú)法自學(xué)習(xí)）。最后確定方向一致后才能四臺(tái)一起開(kāi)動(dòng)。
控制柜，都是采用按鈕控制。讓變頻器輸出4-20mA 模擬量給數(shù)字表監(jiān)視運(yùn)行轉(zhuǎn)速及電流。由于要實(shí)現(xiàn)同步，每?jī)膳_(tái)變頻器間安裝了光纖板同步控制板，以實(shí)現(xiàn)主輔機(jī)同步，輔機(jī)鍵盤和控制板只是監(jiān)視用，主輔兩臺(tái)變頻器的PWM 信號(hào)都是主機(jī)控制板板提供。由于使用的都是變頻電機(jī)，所以啟動(dòng)信號(hào)要同時(shí)控制中間繼電器打開(kāi)電機(jī)散熱風(fēng)扇，同時(shí)安裝有急停按鈕，四臺(tái)電機(jī)的故障輸出繼電器信號(hào)都串聯(lián)到控制回路中，當(dāng)按下急停按鈕或者任何一臺(tái)變頻器報(bào)警篩籠都不能正常運(yùn)行，起到全面保護(hù)作用。
頂層操作臺(tái)，用來(lái)控制四臺(tái)篩籠傳動(dòng)變頻器、三臺(tái)傳送帶變頻器的運(yùn)行，并監(jiān)視篩籠馬達(dá)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速情況。
甲板操作臺(tái)，用來(lái)控制兩臺(tái)93kw 馬達(dá)（挖沙臂升降）和兩臺(tái)355kw 馬達(dá)（挖沙斗傳動(dòng)）。并監(jiān)視馬達(dá)的電壓、電流、轉(zhuǎn)速。
355kw八級(jí)挖沙斗傳動(dòng)馬達(dá)主軸相連以提供大的輸出轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)30個(gè)挖沙斗挖沙，配套的兩臺(tái)PS9530 450G3 變頻柜都加了輸入電抗器和DC 電抗器以提高功率因數(shù)，兩臺(tái)變頻采用光纖板實(shí)現(xiàn)主輔同步控制，同時(shí)共直流母線連接并帶有自動(dòng)單元。調(diào)試時(shí)因?yàn)橹鬏S已經(jīng)連接在一起，要先單臺(tái)調(diào)試確認(rèn)旋轉(zhuǎn)方向一致，在帶電機(jī)運(yùn)行前必須要確認(rèn)機(jī)械抱閘已打開(kāi)。
甲板控制室動(dòng)力柜，柜內(nèi)是兩臺(tái)110KW 變頻器控制挖沙臂升降，其中包括兩臺(tái)抱閘控制裝置，兩臺(tái)馬達(dá)風(fēng)扇，啟動(dòng)時(shí)得同時(shí)打開(kāi)抱閘裝置和馬達(dá)風(fēng)扇。為防止溜勾現(xiàn)象，設(shè)置變頻器的集電極開(kāi)路輸出SPA 端子，啟動(dòng)時(shí)當(dāng)頻率到達(dá)3hz 時(shí)讓抱閘打開(kāi)，停止時(shí)當(dāng)頻率下降到3hz 時(shí)讓抱閘閉合。每臺(tái)變頻器都需要先脫開(kāi)電機(jī)測(cè)試外控按鈕功能是否正常，然后再帶電機(jī)設(shè)置參數(shù)。
四、變頻器參數(shù)調(diào)試
主機(jī)光纖板接線：從左往右1-8 號(hào)腳分別接主機(jī)TA1、主機(jī)TC1、輔機(jī)TA1、輔機(jī)TC1、輔機(jī)COM、輔機(jī)DI4（11 故障輸入）、主機(jī)COM、主機(jī)DI4（11 故障輸入）。
各變頻器參數(shù)設(shè)置：
五、應(yīng)用效果
整條挖沙船配套變頻器后，各設(shè)備運(yùn)行安全、可靠，達(dá)到了挖沙船的工作要求。同時(shí)提高了自動(dòng)化程度減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了生產(chǎn)效率、節(jié)電、環(huán)保，一舉多得。普傳科技的變頻器在挖沙船上配套使用可以進(jìn)一步推廣。
應(yīng)用案例二
一、挖沙船工作原理
挖沙船通過(guò)柴油發(fā)電機(jī)，來(lái)為挖沙船上的設(shè)備提供電力，進(jìn)行挖沙作業(yè)。
鏈條挖斗式挖沙船的主要工藝流程分為：
（1）首先在河底通過(guò)挖斗挖石頭；（2）通過(guò)鏈條將挖斗挖到的沙石送進(jìn)篩選箱；（3）通過(guò)篩選，不同大小的石頭分別進(jìn)入對(duì)應(yīng)的傳送帶，然后通過(guò)傳送帶直接裝到運(yùn)輸?shù)拇稀?/span>
二、變頻器應(yīng)用方案
1 挖沙船工藝流程框圖
2 挖斗方案
2.1 挖斗現(xiàn)場(chǎng)要求
挖斗運(yùn)行為兩臺(tái)380V，355kW 的8 級(jí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)采用連軸的方式帶動(dòng)挖斗的鏈條，進(jìn)行挖沙作業(yè)。
要求變頻器驅(qū)動(dòng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，并且兩臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速一樣，電流相差不大。另外控制挖斗的深度為1 臺(tái)380V，93KW 的電機(jī)。
2.2 變頻器設(shè)置
變頻器采用兩臺(tái)450G 的變頻器，并機(jī)驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)355kW 的電機(jī)。
變頻器只需設(shè)置變頻器主機(jī)的電機(jī)參數(shù)和客戶端子控制的端子和輸出信號(hào)的端子進(jìn)行完成操作和監(jiān)視，完成自動(dòng)化控制。
并機(jī)后兩臺(tái)電機(jī)的電流工作在500A（根據(jù)挖到石料的多少會(huì)變化）左右，電流相差小于25A，并機(jī)電流相差小于5%，并機(jī)的效果很好。
另外，控制挖斗的深度電機(jī)采用1 臺(tái)110G 的變頻器，變頻器只需設(shè)置變頻器的電機(jī)參數(shù)和客戶端子控制的端子和輸出信號(hào)的端子進(jìn)行完成操作和監(jiān)視，完成自動(dòng)化控制。
3 篩選箱方案
3.1 篩選箱現(xiàn)場(chǎng)要求
篩選箱設(shè)備如下圖，為一個(gè)不同孔徑的圓形金屬網(wǎng)固定在下面的圓形金屬盤，圓盤不停的轉(zhuǎn)動(dòng)，不同尺寸的石料進(jìn)入對(duì)應(yīng)的傳送帶上，即完成篩選工作。
電機(jī)（45kW）通過(guò)減速箱后驅(qū)動(dòng)金屬盤，4 臺(tái)電機(jī)通過(guò)金屬輪驅(qū)動(dòng)金屬盤，屬于并機(jī)驅(qū)動(dòng)。所以，幾臺(tái)的變頻器的轉(zhuǎn)速要求一樣，電流要求相差不大。
3.2 變頻器設(shè)置
變頻器采用4 臺(tái)55G 的變頻器，并機(jī)驅(qū)動(dòng)4 臺(tái)380V，45kW 的電機(jī)。
變頻器只需設(shè)置變頻器主機(jī)的電機(jī)參數(shù)和客戶端子控制的端子和輸出信號(hào)的端子進(jìn)行完成操作和監(jiān)視，完成自動(dòng)化控制。
并機(jī)后兩臺(tái)電機(jī)的電流工作在50A（根據(jù)石料多少變化）左右，電流相差小于2A，并機(jī)電流相差小于5%，并機(jī)的效果很好。
4 傳輸方案
4.1 現(xiàn)場(chǎng)要求
現(xiàn)場(chǎng)有3 個(gè)可以分別傳送3 種不同的石料到運(yùn)輸船上。傳輸帶采用380V，22kW 電機(jī)。
4.2 變頻器設(shè)置
變頻器采用3 臺(tái)30G 的變頻器，分別驅(qū)動(dòng)380V，22kW 的電機(jī)。
變頻器只需設(shè)置變頻器的電機(jī)參數(shù)和客戶端子控制的端子和輸出信號(hào)的端子進(jìn)行完成操作和監(jiān)視，完成自動(dòng)化控制。
5 輔助設(shè)備
固定挖沙船的錨繩的絞盤，采用1 臺(tái)110G 的變頻器，驅(qū)動(dòng)1 臺(tái)380V，93kW 的電機(jī)。變頻器只需設(shè)置變頻器的電機(jī)參數(shù)和客戶端子控制的端子和輸出信號(hào)的端子進(jìn)行完成操作和監(jiān)視，完成自動(dòng)化控制。
船上生活用水采用了1 臺(tái)160KW 的變頻器，驅(qū)動(dòng)1 臺(tái)380V，132kW 的電機(jī)。變頻器只需設(shè)置變頻器的電機(jī)參數(shù)，手動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率節(jié)能運(yùn)行即可。
總結(jié)
挖沙船采用變頻器的方案，變頻器的調(diào)試簡(jiǎn)單方便。電氣工藝的安裝調(diào)試容易。
挖沙船采用變頻器的方案后，從挖沙，篩選到裝船全部采用了自動(dòng)化工藝流程。減少了人力投入，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，最重要的是大大提高了挖沙船的工作效率，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。
