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起重提升机械中的应用

2014-12-10 19:40:16

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详细介绍
RP600系列变频器在桥式起重机中的应用
 
桥式起重机俗称行车,是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械,它主要由桥架(含有主梁、端梁和走台),大车运行机构,小车运行机构和起升机构。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,实际上,转速的下降或者说机械功率的减少,是通过在转子的外接电阻中消耗能量来实现的,并且转速越低,机械特性越软,功率损耗在电磁功率中所占的比例也越大,能耗高,经济性差。
  (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、采用变频调速的基本考虑
  (1) 大车拖动系统
采用普通的笼型异步电动机,两台电动机可共用一台变频器,因此只能采用V/F控制方式,变频器的容量 应为一台电动机容量( )的两倍以上。调速范围一般在6:1以内。
  (2) 小车拖动系统
小车拖动系统只用一台变频器,由于行程较短,故调速范围较小,一般在4:1以内。可采用矢量控制变频器。
  (3) 吊钩拖动系统
主钩和副钩分别使用使用一台电动机拖动,调速范围可达10:1或者更大,而且对拖动系统和电磁制动器之间的配合要求很高。
  (4) 制动方法采用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的方法。
采用变频调速系统的再生制动和直流制动把运动中的大、小车和吊钩迅速而准确的将转速降为零,待电磁制动器将轴抱住后再取消运行信号,对于吊钩用变频器由再生制动产生的能量通过电源反馈选件返回主电网。
  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,变频器采用的是山森变频器的S700系列起重专用变频器,各传动机构配置如图1所示。
  2、制动方法
  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临界值时,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。
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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