交流調(diào)壓調(diào)速裝置在橋式起重機中的應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯交流調(diào)壓調(diào)速裝置在橋式起重機中的應(yīng)用摘要隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，橋式起重機傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式已不能滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。本文通過對橋式起重機YZR型交流異步電動

機控制方式的改造，較好地實現(xiàn)了自動控制和技術(shù)進步，，降低了設(shè)備使用過程中故障率偏高現(xiàn)象，滿足了生產(chǎn)的不間斷運行，達到了

節(jié)能降耗的目的。

關(guān)鍵詞調(diào)壓調(diào)速裝置橋式起重機調(diào)壓調(diào)速裝置改造橋式起重機在煉鋼生產(chǎn)工藝中起著工序之間相互銜接的作用。保障橋式起重機的不間斷運行，才能保障整個生產(chǎn)的順行。昆鋼三煉鋼廠原來的100t/30t橋式起重機的調(diào)速方式采用電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻來進行起動和有級調(diào)速，通過控制接觸器逐段切除轉(zhuǎn)子回路電阻值，利用改變消耗于轉(zhuǎn)子外串電阻中的功率來改變轉(zhuǎn)差率。由于耗能大、效率低、同時外串電阻的級數(shù)不能太多，使得調(diào)速范圍小，靜差率大，平滑性差。由于橋式起重機經(jīng)常工作在有載狀態(tài)下，起重機頻繁起動、制動、反轉(zhuǎn)、變速操作，使串級調(diào)速控制方式有很多缺點和問題。調(diào)速不夠平穩(wěn)，同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的電阻因灰塵、設(shè)備振動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。在多年的使用過程中，故障率居高不下，經(jīng)常造成生產(chǎn)中斷。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的繼電器觸點控制技術(shù)難以滿足三煉鋼廠對起重機械的控制要求。因此，必須對起重機進行數(shù)字化交流調(diào)速控制裝置改造，從根本上解決傳統(tǒng)繞線式交流電機轉(zhuǎn)子電路串電阻的調(diào)速方式控制中存在的問題。

一、橋式起重機原調(diào)速控制方式及存在的問題

（一）原調(diào)速方式

三煉鋼廠7#行車承擔著三煉鋼廠生產(chǎn)工藝所要求的40%生產(chǎn)產(chǎn)量吊運任務(wù)。為了從生產(chǎn)瓶頸上解決生產(chǎn)需求，三煉鋼廠決定對-7#行車進行改造。7#行車有主起升、副起升、主小車（前后運行）、副小車（前后運行）、大車（左右運行）5套運行機構(gòu)。該行車的運行機構(gòu)均采用功率不等的YZR型交流繞線式電機驅(qū)動，各電機的調(diào)速方式為電機轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式。

我們知道，繞線式異步電動機在轉(zhuǎn)子回路串接電阻實現(xiàn)調(diào)速，其原理是，從轉(zhuǎn)子電流表達式可知，當轉(zhuǎn)子回路串入后，轉(zhuǎn)子電流瞬時降低，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩也隨著的減小而相應(yīng)降低，出現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩小于負載轉(zhuǎn)矩的狀態(tài)，穩(wěn)定運行條件被破壞，電動機減速。隨著轉(zhuǎn)速降低，S值增大，轉(zhuǎn)子電流回升，當電磁轉(zhuǎn)矩與負載轉(zhuǎn)矩又相等時，減速過程結(jié)束，電動機就在此轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運行，此時轉(zhuǎn)速也變低，實現(xiàn)調(diào)速。繞線式異步電動機在轉(zhuǎn)子回路串接電阻該種調(diào)速是有級的，不平滑。串入電阻后電動機的機械特性變軟，低速運轉(zhuǎn)時，負載稍有變化，轉(zhuǎn)速波動很大、電能損耗大、效率低。

（二）存在的問題

這種調(diào)速方法的本質(zhì)是利用改變消耗于轉(zhuǎn)子外串電阻中的功率來改變轉(zhuǎn)差率，從而達到調(diào)速的目的，是一種耗能調(diào)速方法。由于耗能大、效率低、同時外串電阻的級數(shù)不能太多，使得調(diào)速范圍小，靜差率大，平滑性差。通過控制接觸器逐段切除轉(zhuǎn)子回路電阻值達到調(diào)速的目的。橋式起重機經(jīng)常處于有載狀態(tài)下的頻繁起動、制動、反轉(zhuǎn)、變速操作，該種控制方式有著控制線路復(fù)雜，起動過程中減小電阻時轉(zhuǎn)矩突然增大，對機械設(shè)備產(chǎn)生沖擊，損壞機械設(shè)備。在電機的控制方式上，均采用開環(huán)調(diào)速方式，沒有速度反饋，在正反換向時，由于換向回路中有大電流，因此容易產(chǎn)生電弧造成接觸器觸頭燒灼。在多年的使用過程中，電氣設(shè)備已老化，故障率頻繁，因該行車使用頻率較高，無備用車，工作環(huán)境惡劣，在電機換向時是靠交流接觸器來接入和斷開電動機轉(zhuǎn)子上串接的電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。該行車在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)主接觸器燒灼、調(diào)速不平穩(wěn)等各種故障。同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的電阻因灰塵、設(shè)備振動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。在多年的使用過程中，電氣設(shè)備已嚴重老化，故障率居高不下，經(jīng)常造成生產(chǎn)中斷，由于需要經(jīng)常停機維護，從而給生產(chǎn)的順利進行造成了一定的影響。-7#行車作為28米高跨唯一的一臺100噸的鑄造橋式起重機，并且是第三煉鋼廠唯一的為板坯進行鋼水吊運作業(yè)的設(shè)備。如其不能正常運行,將直接造成大板坯連鑄設(shè)備無法正常生產(chǎn)。影響到整個生產(chǎn)工藝的順利進行，使生產(chǎn)處于被動。經(jīng)常由于-7#行車出現(xiàn)故障導致整條生產(chǎn)線被迫停產(chǎn)。

（三）THYROMAT交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)簡介

1.閉環(huán)調(diào)壓調(diào)速裝置基本組成(如圖1所示）

2.THYROMAT交流調(diào)壓調(diào)速裝置組成特點

設(shè)置了阻容吸收保護電路：提供電網(wǎng)浪涌電壓對電子電路造成影響的防護。連同安裝在可控硅上的金屬氧化非線性電阻組塊，阻容吸收板提供了一個高等級的保護功能。

設(shè)置了相位觸發(fā)電路：為可控硅的導通提供觸發(fā)脈沖并確定觸發(fā)脈沖延遲角。同時包含有相位錯誤，相位失衡和低電壓時進行保護的電路。電路板的控制電源及10V的輸入電源就是由本板從供電電源轉(zhuǎn)換來的。可控硅觸發(fā)電路使用了相位鎖定環(huán)控制電路，對電源波動不敏感?？煽毓栌|發(fā)模塊擁有動態(tài)時間/振幅瞬變削波電路。

設(shè)置了繼電器邏輯電路：包括有五個繼電器，控制外部接觸器的通斷。同時具有邏輯保護功能，即如果安裝在散熱器上的熱保護開關(guān)器件動作時，則給出邏輯保護功能。

設(shè)置了控制電路：控制著起升下降運動和平移時的電機力矩方向，大部分的聯(lián)鎖和控制電路均在此板上。提供電氣聯(lián)鎖以保證在出現(xiàn)電源故障和相位故障等故障后，主令控制器在再次啟動前回零位(電子零壓繼電器)。由輸入電阻來測量轉(zhuǎn)子電壓和頻率以此來保證正確的鎖定轉(zhuǎn)子電壓。

設(shè)置了操作控制面板：用于顯示工作狀態(tài)及故障，設(shè)置參數(shù)，時間，查看歷史故障。

（四）閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速原理

為解決電動機轉(zhuǎn)子串電阻。調(diào)速能耗大、效率低、調(diào)速指標不高（范圍不大、平滑性差、低速機械特性較軟）、穩(wěn)定性差等缺點，以達到自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的目的常采用轉(zhuǎn)速負反饋來實現(xiàn)閉環(huán)控制的調(diào)壓調(diào)速控制，采用三對反向并聯(lián)的可控硅組成的交流調(diào)壓器來調(diào)節(jié)電動機定