变频器在桥式起重机中的应用和改造

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1、变频器在16/3.2T桥式起重机中的应用和改造方案1方案概述桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械，我厂高炉车间16/3.2噸橋式起重機，使用頻繁，環境惡劣，高溫、金屬粉塵過多。橋式起重機電力拖动系统多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）大车、小车、吊钩主升降、付起升；拖动运行系统采用变阻调速，运行性能差，而且电阻元件使用普通康铜材质，性脆易断裂，故电阻烧损和断裂故障时有发生，又制成栅状，高温时易弯曲变形造成短路事故，电缆燃

2、烧和损坏。2）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。3）由于现场环境中的金属粉尘、有害气体对电动机集电环、继电器的腐蚀与短路，再加上继电器、接触器控制系统切换频繁，起动时，冲击电流大，因此触头烧损、电刷冒火、电动机烧损故障时有发生，故障率高。4）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。5）系统抱闸是在运动状态下进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重而引起的安全隐患。随着电力电子技术的飞快发展和软件技术的成熟，变频器的性能和可靠性都有了很大的提高。因此，

3、在桥式起重机上应用变频调速技术，可实现桥式起重机的升降，小车和大车机构的无级调速，从而极大地提高了系统运行的安全性和精确性。2变频调速改造方案对担负我厂（16/3.2t桥式起重机）的大、小车电力拖动系统，吊钩升降、电力拖动系统进行变频调速技术改造，以改善其操作性能、降低故障率能耗率。桥式起重机的电气传动系统工作原理如下。2.1变频调速改造方案设计16/3.2吨桥式起重机的电气传动系统为：大车电动机2台，额定功率2×7.5kW；小车电动机1台，额定功率4KW；主起升电动机1台，额定功率37kW；付起升电动机1台，额定功

4、率15KW；改造的具体设计方案是:1）电动机采用原有的，即大车的绕线式异步电动机，其他的绕线式异步电动机保持不变。2）用4台变频器来控制5台电机，实现重载启动与变频调速，3）电气控制系统中、原各电气控制柜和继电器、接触器一律取消，更换为新电气控制柜，控制柜采用封闭式另加散热风扇、空气过滤器，是用来防护粉尘对电气元件的危害。变频器采用的是日本安川CIMR-HB4A(H1000)、CIMR-HB4AH1000MR-AB4A(A1000)、CIMR-AB4A(A1000)系列起重专用变频器。4）调速方式采用具有矢量控制功能

5、的变频调速系统，转速采用起重机专用电位器调速控制器控制。5）制动方式采用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方式。运行（重物下降）时，采取在变频器直流回路内接入制动电阻的方式消耗掉再生的电能，把运行的大、小车和吊钩迅速而准确地停止住（速降为0）。吊钩作业时，常常有将重物在半空中停留一段时间的现象（如重物在空中平移或突然停电时），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以配合可靠完成作业。6、由于绕线式异步电动机散热风扇是一

6、体的，在低频率速运转时达不到散热效果，所以要在每台电动机上加一台单控制的微型轴流风机，完善地达到散热效果。避免电动机长时间低转速所产生的高温现象。2.2电气工作原理1）系统的控制指令，由司机室联动台专用主令电位控制器Ks、给出，控制变频指令：上升、下降、加速、减速，平滑调速。吊钩升降、机构制动打开由变频器输出继电器驱动制动器控制接触器Cs、使制动器、微型轴流风机动作。2变频器有短路、过压、缺相、失压、过流、超速、接地等各种保护功能和故障自诊断及显示报警功能。当变频器出现短路、过流等故障时，变频器给出故障信号，并停止输

7、出，切断变频器电源，控制制动器抱闸，并发出报警信号。吊钩升降、机构除了变频器内部有保护功能外，还设置了线路保护：（1）零位保护，由主令控制器零位触点实现此功能；（2）限位保护，由高度限制器实现；（3）线路设有低压断路器作为短路保护。1）小车运行机构电气拖动系统小车运行机构由一台变频电机驱动，采用1台变频器控制，系统控制方法与起升机构电气传动系统类似。2）大车运行机构电气拖动系统大车运行机构由两台变频电机驱动，采用1台变频器控制，系统控制方法与小车运行机构电气传动系统类似。3.1变频器的选择变频器采用日本安川H1000

8、、A1000、系列起重专用变频器。3.1.1变频器控制方式的选择由于起重机机构多为恒转矩负载，故选用带低速转矩提升功能的电压型变频器。平移机构惯量较大，负载变化相对小，属于阻力性负载，故大车、小车选用U/f开环控制方式的安川A1000型变频器；起升机构惯量较小，负载变化大，属于位能性负载，为获得快速的动态响应，实现对转矩的快速调节，获得理想的动