變頻器在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用和改造方案

變頻器在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用和改造方案

1方案概述

橋式起重機(jī)是工礦企業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一種起重機(jī)械，我廠高爐車間16/3.2噸橋式起重機(jī)，使用頻繁，環(huán)境惡劣，高溫、金屬粉塵過(guò)多。橋式起重機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)多采用繞線式交流異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入多段外接電阻調(diào)速，采用凸輪控制器、繼電器、接觸器控制。這種控制系統(tǒng)主要缺點(diǎn)是:

1）大車、小車、吊鉤主升降、付起升；拖動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)采用變阻調(diào)速，運(yùn)行性能差，而且電阻元件使用普通康銅材質(zhì)，性脆易斷裂，故電阻燒損和斷裂故障時(shí)有發(fā)生，又制成柵狀，高溫時(shí)易彎曲變形造成短路事故，電纜燃燒和損壞。

2）電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速屬能耗型轉(zhuǎn)差調(diào)速，能耗大，機(jī)械特性軟，調(diào)速范圍小，平滑性差。

3）由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的金屬粉塵、有害氣體對(duì)電動(dòng)機(jī)集電環(huán)、繼電器的腐蝕與短路，再加上繼電器、接觸器控制系統(tǒng)切換頻繁，起動(dòng)時(shí)，沖擊電流大，因此觸頭燒損、電刷冒火、電動(dòng)機(jī)燒損故障時(shí)有發(fā)生，故障率高。

4）調(diào)速平滑性差，對(duì)減速機(jī)、連軸器、鋼絲繩的機(jī)械沖擊大，影響使用壽命。

5）系統(tǒng)抱閘是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行的，對(duì)制動(dòng)器損害很大，閘皮磨損嚴(yán)重而引起的安全隱患。

隨著電力電子技術(shù)的飛快發(fā)展和軟件技術(shù)的成熟，變頻器的性能和可靠性都有了很大的提高。因此，在橋式起重機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)的升降，小車和大車機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和精確性。

2變頻調(diào)速改造方案

對(duì)擔(dān)負(fù)我廠（16/3.2t橋式起重機(jī)）的大、小車電力拖動(dòng)系統(tǒng)，吊鉤升降、電力拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造，以改善其操作性能、降低故障率能耗率。橋式起重機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理如下。

2.1變頻調(diào)速改造方案設(shè)計(jì)

16/3.2噸橋式起重機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)為：大車電動(dòng)機(jī)2臺(tái)，額定功率2×7.5kW；小車電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，額定功率4KW；主起升電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，額定功率37kW；付起升電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，額定功率15KW；改造的具體設(shè)計(jì)方案是:

1）電動(dòng)機(jī)采用原有的，即大車的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其他的繞線式異步電動(dòng)機(jī)保持不變。

2）用4臺(tái)變頻器來(lái)控制5臺(tái)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)與變頻調(diào)速，

3）電氣控制系統(tǒng)中、原各電氣控制柜和繼電器、接觸器一律取消，更換為新電氣控制柜，控制柜采用封閉式另加散熱風(fēng)扇、空氣過(guò)濾器，是用來(lái)防護(hù)粉塵對(duì)電氣元件的危害。變頻器采用的是日本安川CIMR-HB4A(H1000)、CIMR-HB4AH1000MR-AB4A(A1000)、CIMR-AB4A(A1000)系列起重專用變頻器。

4）調(diào)速方式采用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速采用起重機(jī)專用

電位器調(diào)速控制器控制。

5）制動(dòng)方式采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方式。運(yùn)行（重物下降）時(shí)，采取在變頻器直流回路內(nèi)接入制動(dòng)電阻的方式消耗掉再生的電能，把運(yùn)行的大、小車和吊鉤迅速而準(zhǔn)確地停止?。ㄋ俳禐?）。吊鉤作業(yè)時(shí)，常常有將重物在半空中停留一段時(shí)間的現(xiàn)象（如重物在空中平移或突然停電時(shí)），變頻調(diào)速系統(tǒng)雖然能使重物停住，但因容易受到外界因素的干擾（如平移時(shí)常出現(xiàn)斷電），可靠性差。因此，還必須同時(shí)采取電磁制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)以配合可靠完成作業(yè)。

6、由于繞線式異步電動(dòng)機(jī)散熱風(fēng)扇是一體的，在低頻率速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)不到散熱效果，所以2）系統(tǒng)運(yùn)行的開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)了無(wú)觸點(diǎn)化，具有半永久性的壽命。

3）由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流限制得較小，頻繁啟動(dòng)和停止時(shí)電動(dòng)機(jī)熱耗減少，壽命延長(zhǎng)。

4）電磁制動(dòng)器在低速時(shí)動(dòng)作,其閘皮的磨損很小，使用壽命延長(zhǎng)。

5）降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

6）節(jié)約能源，變頻調(diào)速的啟動(dòng)、制動(dòng)、加速、減速等過(guò)程中，電機(jī)運(yùn)行電流小。以本案來(lái)講，節(jié)能可達(dá)30%左右。在生產(chǎn)工況相同的情況下電耗和維修費(fèi)用比改制前節(jié)能20%左右。