余 峰，杜 雙，羅 欣

中國核動力研究設(shè)計院，四川成都 610005

廢物庫整備間防護(hù)門電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

余 峰，杜 雙，羅 欣

中國核動力研究設(shè)計院，四川成都 610005

本文介紹了廢物庫整備車間防護(hù)門電氣控制系統(tǒng)的組成與工作原理。該系統(tǒng)利用變頻器將電動機(jī)減速后驅(qū)動防護(hù)門，完成門的開閉動作。文中還介紹了設(shè)計中電動機(jī)的選型計算和變頻器調(diào)速的考慮。

防護(hù)門；電動機(jī)；變頻器；電氣控制

廢物庫屬配套設(shè)施，存放了核設(shè)施運(yùn)行、檢修活動中所產(chǎn)生的低、中放射性固體廢物。為使回取的廢物得到及時的整備和處理，新建整備車間和改造暫存庫備用間，防護(hù)門是阻擋整備車間內(nèi)放射性輻射的重要安全屏障。

因為防護(hù)門的下方有廢物運(yùn)輸小車的運(yùn)行軌道，且受空間限制，不能將門設(shè)計為平開旋轉(zhuǎn)式。故將防護(hù)門設(shè)計為懸掛式側(cè)推防護(hù)門，利用電動機(jī)驅(qū)動防護(hù)門在軌道上勻速滑行以完成門的正常開或關(guān)。由本系統(tǒng)實現(xiàn)對電動機(jī)及門的控制。

1 設(shè)計要求

1）當(dāng)防護(hù)門打開或關(guān)閉到極限位置時，應(yīng)自動停止。

2）防護(hù)門在開或關(guān)時，可以根據(jù)需要令其停在中間的任意位置。

3）防護(hù)門應(yīng)在20s內(nèi)完全開啟或關(guān)閉。

4）為安全考慮，系統(tǒng)設(shè)計時必須有聯(lián)鎖功能。

5）方便工作人員的操作和設(shè)備檢修。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1設(shè)計方案

1）變頻器的使用。變頻器和交流電機(jī)構(gòu)成的可調(diào)速傳動稱為變頻器傳動，且變頻調(diào)速容易實現(xiàn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)。同時實現(xiàn)了電機(jī)的軟啟動，并具有很好的節(jié)電效果。變頻器具有過流、過壓、欠壓、缺相等多種保護(hù)，能很準(zhǔn)確的檢測，且自動采取相應(yīng)措施保護(hù)電機(jī)等設(shè)備，對整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供了可靠保障。

2）停運(yùn)方式。本系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)置有手動停止和自動停止兩種方式。設(shè)置手動控制按鈕，可以使門根據(jù)操作人員需要?？吭谲壍郎系娜我馕恢?；自動停止由限位開關(guān)來完成，為了使門在開閉完成時自動停止，在其極限位置安裝限位開關(guān)，且與機(jī)械工藝的緩沖裝置形成可靠的限位作用。

3）電氣連鎖與運(yùn)行指示。在系統(tǒng)內(nèi)利用繼電器實現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)聯(lián)鎖控制功能，確保系統(tǒng)安全運(yùn)行。同時使用紅綠指示燈對防護(hù)門的運(yùn)行和停止進(jìn)行狀態(tài)的顯示，為操作人員提供便利。

2.2系統(tǒng)組成

根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出的防護(hù)門的電氣控制圖見圖1所示。它可以分為電動機(jī)主回路和控制回路。電動機(jī)主回路由斷路器、變頻器、電動機(jī)組成，控制回路由繼電器、自復(fù)位按鈕、指示燈、限位開關(guān)和熔斷器組成。

圖1　防護(hù)門電氣控制系統(tǒng)

電動機(jī)主回路中,斷路器是防護(hù)門電氣控制電路的總開關(guān)。變頻器控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)，同時，由變頻器改變供電電源頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足電機(jī)的減速驅(qū)動要求。

2.3系統(tǒng)工作原理

當(dāng)操作人員到達(dá)現(xiàn)場后，首先將電動機(jī)主回路中的斷路器合上，此時紅燈亮，按下開門按鈕，繼電器得電，同時其常開觸點閉合，常閉觸點斷開，因而開門控制電路閉合，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，紅燈滅，綠燈亮，門向左滑行打開。同時，繼電器的常閉觸點將關(guān)門控制電路斷開。當(dāng)門滑行觸動左限位開關(guān)時，控制電路斷開，繼電器失電，其常開觸點斷開，常閉觸點閉合，此時電動機(jī)停轉(zhuǎn)，綠燈滅，紅燈亮，門完全打開。

在門正常開或者關(guān)的過程中，操作人員可以根據(jù)需要按下停止按鈕，以中止門的滑行動作。

2.4主要設(shè)備選型

1）電動機(jī)的選型。合理選擇電動機(jī)是正確使用電動機(jī)的先決條件，為了實現(xiàn)變頻調(diào)速要求，選用三相交流異步電機(jī)。防護(hù)門的基本參數(shù)：外形尺寸：，門板厚為，主要材料為灰鑄鋼，其重量為

防護(hù)門是由驅(qū)動電機(jī)帶動懸掛于軌道上的驅(qū)動輪，由驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)動運(yùn)行來帶動門的左右運(yùn)動。所以，根據(jù)門的重量來確定驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)矩，由驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩來計算驅(qū)動電機(jī)的負(fù)載功率。選定最小功率至少為

2）變頻調(diào)速器的選型。因本設(shè)計中使用的變頻器無特殊要求，采用通用變頻器，綜合考慮負(fù)載電機(jī)額定電流與額定參數(shù)，選用了型號為的富士變頻器。

3 結(jié)論

廢物庫整備間防護(hù)門電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，利用變頻器控制電動機(jī)，解決了受場地限制，不便設(shè)置電機(jī)減速器的問題。同時，還具有靈活設(shè)定門的移動速度的優(yōu)勢。由于變頻器的使用，還起到了對電機(jī)進(jìn)行全面保護(hù)的作用。本系統(tǒng)具有安全、可靠、簡單、經(jīng)濟(jì)的特點。

[1]《工廠常用電氣設(shè)備手冊》編寫組．工廠常用電氣設(shè)備手冊[M]．2版．北京：中國電力出版社，1998．

[2]馬志溪．電氣工程設(shè)計[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[3]劉增良，劉國亭．電氣工程CAD[M]．北京：中國水利水電出版社，2002．

[4]齊占慶，王振臣．電氣控制技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002．

[5]三菱微型可編程控制器手冊[M]．MITSUBISHI SOCIOTECH，2003．

TB4

A

1674-6708（2016）171-0215-01

余峰，中國核動力研究設(shè)計院。杜雙，中國核動力研究設(shè)計院。羅欣，中國核動力研究設(shè)計院。