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桥式起重机的变频调速改造

放大字体  缩小字体 发布日期:2011-09-27   浏览次数:53368
引言桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械,某机务段现配属多台桥式起重机,每天使用频繁,工作量很大。桥式起重机

引言
桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械,某机务段现配属多台桥式起重机,每天使用频繁,工作量很大。桥式起重机能否正常工作直接影响机车检修任务的完成和人身、设备的安全。
原使用的桥式起重机拖动系统采用绕线式交流异步电机,转子回路内串入多段外接电阻调速,采用凸轮控制器、继电器-接触器控制,这种控制系统主要缺点是:
(1) 电机转子串电阻调速属能耗型转差调速,能耗大,机械特性软,调速范围小,平滑性差;
(2) 继电器-接触器控制系统在频繁切换的情况下,冲击电流大,触头烧损、电刷冒火、电动机以及转子所串电阻烧损和断裂故障时有发生,故障率达每月2.5件;
(3) 调速平滑性差,对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大,影响使用寿命;
(4) 系统抱闸是在运动状态下进行的,对制动器损害很大,闸皮磨损严重。
因此,只有彻底改变原调速的方式才能从根本上解决桥式起重机故障率高的问题。随着电子技术的飞快发展,变频调速器的性能、可靠性都有了很大的提高,为在桥式起重机传动系统中的应用提供了有利的条件。我们首先对担负机车柴油机组装重要工作的架修库32吨桥式起重机的大小车拖动系统和吊钩提升系统进行变频改造,以改善其操作性能、降低了故障率。

改造方案
1、变频改造方案
桥式起重机的电气传动系统有大车电动机两台、小车电动机一台、32吨大钩、5吨小钩提升电动机各一台,这次改造总的思路是用四台变频器来控制五台电机,实现重载启动,变频调速。
主电路原理图如图1所示。

图1      桥式起重机变频调速主电路原理图

改造中电气控制系统除保留原凸轮控制器和各电机外,各控制柜和各继电器、接触器一律取消,变频器采用的是iAStar起重专用变频器,各传动机构配置如图1所示。
2、制动方法
通过变频调速系统对重物下降时电机制动再生的电能,采取由变频器直流回路内接入制动电阻消耗掉的方式,把运动中的大、小车和吊钩迅速而准确地将转速降为0。对于吊钩,常常需要重物在半空中停留一段时间(如重物在空中平移时),而变频调速系统虽然能使重物停住,但因容易受到外界因素的干扰(如平移时常出现断电),可靠性差。因此,还必须同时采取电磁制动器进行机械制动。
3、变频控制系统的控制要点
桥式起重机拖动系统的控制包括:大车的左、右行及速度档; 小车的前、后行及速度档; 吊钩的升、降及速度档等。这些都可以通过变频器可编程控制器进行无触点控制。
桥式起重机控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制,在电磁制动器抱住之前和松开后的瞬间,极易发生重物由于停止状态下滑而产生溜钩。
(1) 起吊重物停住控制要点
通过设定停止起始频率,和的维持时间(应大于制动电磁铁抱闸时间0.6s),当变频器的工作频率下降到时, 变频器输出一个“频率到达信号”, 发出制动电磁铁断电指令,此时维持,随后变频器工作频率降为0。
(2) 起吊重物升降控制要点
设定“升降起始频率和“检测电流时间,当变频器达到的同时,变频器开始检测电流,确认电流足够大,产生的力矩能抵消下降力矩时发出松开指令,使制动电磁铁开始通电松开抱闸,应大于电磁铁松开时间。
(3) 自动转矩提升设置
在调试过程中适当地提高中频电压可以改善低频特性,提高启动转矩; 提高零频电压可以加大直流强励磁,可以使电机保持足够大的转矩防止溜钩。
(4) 各传动机构变频器的功能参数设置
桥式起重机各传动机构改造采用的VACON(NX系列) 变频器,其变频器的功能参数设置如表2所示。
表2中, P2.6.3是U/F比的选择, U/F曲线参见图2。

图2     U/F曲线

改造后的效果
从改造后运行来看,效果非常明显。主要效果如下:
(1) 桥式起重机的启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速,定位更加准确,减少了负载波动,安全性大幅提高;
(2) 电动机运行的开关器件实现了无触点化,具有半永久性的寿命;
(3) 由于电动机启动电流限制得较小,频繁启动和停止时电动机热耗减少,寿命延长;
(4) 电磁制动器在低速时动作, 其闸皮的磨损很小,使用寿命延长,保养时间和费用都得以减少。


 
 
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