三晶SAJ-8000系列變頻器在橋式起重機中的應用

引言
        橋式起重機是工礦企業(yè)中應用十分廣泛的一種起重機械，某機務段現(xiàn)配屬多臺橋式起重機，每天使用頻繁，工作量很大。橋式起重機能否正常工作直接影響機車檢修任務的完成和人身、設備的安全。
原使用的橋式起重機拖動系統(tǒng)采用繞線式交流異步電機，轉子回路內(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)主要缺點是:
(1) 電機轉子串電阻調(diào)速屬能耗型轉差調(diào)速，能耗大，機械特性軟，調(diào)速范圍小，平滑性差;
(2) 繼電器－接觸器控制系統(tǒng)在頻繁切換的情況下，沖擊電流大，觸頭燒損、電刷冒火、電動機以及轉子所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生，故障率達每月2.5件;
(3) 調(diào)速平滑性差，對減速機、連軸器、鋼絲繩的機械沖擊大，影響使用壽命;
(4) 系統(tǒng)抱閘是在運動狀態(tài)下進行的，對制動器損害很大，閘皮磨損嚴重。
因此，只有徹底改變原調(diào)速的方式才能從根本上解決橋式起重機故障率高的問題。隨著電子技術的飛快發(fā)展，變頻調(diào)速器的性能、可靠性都有了很大的提高，為在橋式起重機傳動系統(tǒng)中的應用提供了有利的條件。我們首先對擔負機車柴油機組裝重要工作的架修庫32噸橋式起重機的大小車拖動系統(tǒng)和吊鉤提升系統(tǒng)進行變頻改造，以改善其操作性能、降低了故障率。

改造方案
1、變頻改造方案
橋式起重機的電氣傳動系統(tǒng)有大車電動機兩臺、小車電動機一臺、32噸大鉤、5噸小鉤提升電動機各一臺，這次改造總的思路是用四臺變頻器來控制五臺電機，實現(xiàn)重載啟動，變頻調(diào)速。
主電路原理圖如圖1所示。



　　圖1 橋式起重機變頻調(diào)速主電路原理圖

　　改造中電氣控制系統(tǒng)除保留原凸輪控制器和各電機外，各控制柜和各繼電器、接觸器一律取消，變頻器采用的是SAJ起重專用變頻器，各傳動機構配置如圖1所示。
　　2、制動方法
　　通過變頻調(diào)速系統(tǒng)對重物下降時電機制動再生的電能，采取由變頻器直流回路內(nèi)接入制動電阻消耗掉的方式，把運動中的大、小車和吊鉤迅速而準確地將轉速降為0。對于吊鉤，常常需要重物在半空中停留一段時間(如重物在空中平移時)，而變頻調(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(如平移時常出現(xiàn)斷電)，可靠性差。因此，還必須同時采取電磁制動器進行機械制動。
　　3、變頻控制系統(tǒng)的控制要點
　　橋式起重機拖動系統(tǒng)的控制包括:大車的左、右行及速度檔; 小車的前、后行及速度檔; 吊鉤的升、降及速度檔等。這些都可以通過變頻器可編程控制器進行無觸點控制。
　　橋式起重機控制系統(tǒng)中需要引起注意的是關于防止溜鉤的控制，在電磁制動器抱住之前和松開后的瞬間，極易發(fā)生重物由于停止狀態(tài)下滑而產(chǎn)生溜鉤。
　　（1） 起吊重物停住控制要點
　　通過設定停止起始頻率，和的維持時間(應大于制動電磁鐵抱閘時間0.6s)，當變頻器的工作頻率下降到時，變頻器輸出一個“頻率到達信號”， 發(fā)出制動電磁鐵斷電指令，此時維持，隨后變頻器工作頻率降為0。
　?。?） 起吊重物升降控制要點
　　設定“升降起始頻率和“檢測電流時間，當變頻器達到的同時，變頻器開始檢測電流，確認電流足夠大，產(chǎn)生的力矩能抵消下降力矩時發(fā)出松開指令，使制動電磁鐵開始通電松開抱閘，應大于電磁鐵松開時間。
　?。?） 自動轉矩提升設置
　　在調(diào)試過程中適當?shù)靥岣咧蓄l電壓可以改善低頻特性，提高啟動轉矩; 提高零頻電壓可以加大直流強勵磁，可以使電機保持足夠大的轉矩防止溜鉤。
　?。?） 各傳動機構變頻器的功能參數(shù)設置
　　橋式起重機各傳動機構改造采用的SAJ系列變頻器。

改造后的效果
　　從改造后運行來看，效果非常明顯。主要效果如下:
　　(1) 橋式起重機的啟動、制動、加速、減速等過程更加平穩(wěn)快速，定位更加準確，減少了負載波動，安全性大幅提高;
　　(2) 電動機運行的開關器件實現(xiàn)了無觸點化，具有半永久性的壽命;
　　(3) 由于電動機啟動電流限制得較小，頻繁啟動和停止時電動機熱耗減少，壽命延長;
　　(4) 電磁制動器在低速時動作, 其閘皮的磨損很小，使用壽命延長，保養(yǎng)時間和費用都得以減少。