起重機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制器在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用

     隨著電子技術(shù)的日益發(fā)展，起重機(jī)電氣調(diào)速系統(tǒng)越來越向智能化發(fā)展，如今的變頻調(diào)速、

定子（轉(zhuǎn)子）調(diào)壓調(diào)速逐步取代過去的常規(guī)調(diào)速方式。無論是使用過程中的便捷化、還是

維護(hù)簡易化，都不可同日而語。

    近日，公司應(yīng)客戶要求制作了一臺橋式起重機(jī)，其電氣系統(tǒng)采取調(diào)壓調(diào)速控制器，結(jié)合聯(lián)動控制臺主令信號輸入，進(jìn)而控制電動機(jī)速度，已達(dá)到系統(tǒng)調(diào)速目的。下面詳細(xì)介紹一下起重機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制器在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用。

一、 起重機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制器概況

1、 控制調(diào)速器功能框圖

    QY2/T 起重機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制器是根據(jù)起重機(jī)運(yùn)行特點開發(fā)的專業(yè)調(diào)速產(chǎn)品，采用了先進(jìn)的軟硬件技術(shù)，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平：主令信號（220V）直接輸入，控制器內(nèi)部光電轉(zhuǎn)換；輸出以內(nèi)部晶閘管換向代替外部接觸器換向。不僅簡化外部電路設(shè)計，而且提高了系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性?？刂菩阅芨鼮閮?yōu)越，而且降低了系統(tǒng)應(yīng)用的造價，特別適用于重級工作制且處于惡劣環(huán)境中

起重機(jī)的驅(qū)動和控制。圖1-2是起重機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制器功能框圖。

2、 控制原理介紹

QY2/T 控制器把兩種傳統(tǒng)的調(diào)速方式有機(jī)地結(jié)合起來用于控制三相交流繞線

電機(jī)： 

通過控制定子回路晶閘管導(dǎo)通角來控制電動機(jī)定子電壓。 

通過改變電動機(jī)轉(zhuǎn)子電阻，改變電動機(jī)的機(jī)械特性。 

兩種調(diào)速方式的結(jié)合產(chǎn)生了非常好的控制效果，兩種方式的優(yōu)點都得到了充

分的發(fā)揮。 

在控制器的功率 部分有五組反并聯(lián)的晶閘管模塊 U、V、W 、A、B。U、V、W

導(dǎo)通時，電機(jī)輸出正向轉(zhuǎn)矩；A、B、W 導(dǎo)通時，電機(jī)輸出反向轉(zhuǎn)矩。電機(jī)轉(zhuǎn)

速由人工通過主令控制器給定，通過速度和電流反饋實現(xiàn)閉環(huán)控制。 

閉環(huán)控制的原理見圖 1-3，圖中 Ag 為主令給定，F(xiàn)/V 為頻率電壓變換，I/V 為電流電壓變換，MCU 為單片機(jī)，AT 為觸發(fā)器。來自 Ag、I/V、F/V 的信號經(jīng)過 MCU 處理通過 AT 形成觸發(fā)脈沖控制晶閘管的導(dǎo)通角，達(dá)到控制電機(jī)定子電壓，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的，也即實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制。

當(dāng)主令置于 1、2、3 檔時，加速電阻串在轉(zhuǎn)子回路中，電動機(jī)處于閉環(huán)工作狀態(tài)。當(dāng)主令置于 4 檔時，電機(jī)進(jìn)入開環(huán)工作狀態(tài)，兩個加速接觸器分別在 25HZ（50％速度）和 12.5HZ（75％速度）時動作，分別將兩段加速電阻短接，以平穩(wěn)加速至全速。加速過程中切換時的峰值電流限制在滿載電流的兩倍以內(nèi)。當(dāng)主令從 4 檔回到其他檔時，兩個加速接觸器立刻釋放，將所有電阻串接回轉(zhuǎn)子回路，同時電機(jī)重新進(jìn)入閉環(huán)工作狀態(tài)。

二、 運(yùn)行方式介紹

1、 重載起升

當(dāng)主令控制器為上升某一檔位時，軟件保證上升晶閘管組導(dǎo)通，電機(jī)通電，

隨后制動器打開，電機(jī)啟動，通過主令控制器的速度給定和轉(zhuǎn)子頻率、定子

電流反饋，系統(tǒng)進(jìn)入閉環(huán)控制狀態(tài)。主令為全速時，電機(jī)平穩(wěn)加速至全速。

如果主令控制器從全速檔退回慢速檔，電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降低，自動進(jìn)入閉環(huán)控

制狀態(tài)而穩(wěn)定在所給定的速度上。主令回零時，依靠負(fù)載的重力使電機(jī)迅速

減速到零，當(dāng)速度接近零時，制動器動作，然后電機(jī)斷電。 

2、 輕載起升

輕載起升時，加速運(yùn)行和重載時相同，而減速和制動時有所不同。當(dāng)主令控

制器從全速檔退回慢速檔，如果電機(jī)在一定時間內(nèi)沒有明顯的減速，則會觸

發(fā)反接，下降晶閘管組導(dǎo)通，電機(jī)輸出下降轉(zhuǎn)矩，從而迅速減速，當(dāng)速度接

近給定值時，自動退出反接，上升晶閘管組重新導(dǎo)通，電機(jī)穩(wěn)定在給定速度

上運(yùn)行。主令回零時，視電機(jī)的減速快慢，決定是否輸出下降轉(zhuǎn)矩制動，當(dāng)

速度接近零時，制動器動作。

3、 輕載下降

當(dāng)主令控制器為下降調(diào)速檔時，軟件首先使上升晶閘管組導(dǎo)通，電機(jī)輸出上

升轉(zhuǎn)矩，但如果負(fù)載極輕，如空鉤，則電機(jī)不動或下降速度極慢，QY2/T 控

制器判定負(fù)載過輕，則上升晶閘管組關(guān)斷，下降晶閘管組導(dǎo)通，電機(jī)下降電

動運(yùn)行，當(dāng)速度超過給定值時，控制器自動轉(zhuǎn)為下降晶閘管組關(guān)斷，上升晶

閘管組導(dǎo)通。當(dāng)負(fù)載重量處于臨界狀態(tài)時，升、降兩組晶閘管可能出現(xiàn)多次

通斷轉(zhuǎn)換。當(dāng)主令控制器置下降全速檔時，上升晶閘管組關(guān)斷，下降晶閘管

組導(dǎo)通，即使輕載，也能全速下降。

4、 重載下降

當(dāng)主令控制器為下降調(diào)速檔時，軟件首先使上升晶閘管組導(dǎo)通，電機(jī)通電，

隨后制動器打開，此時電機(jī)輸出上升轉(zhuǎn)矩，控制器進(jìn)入閉環(huán)控制狀態(tài)，負(fù)載

克服上升轉(zhuǎn)矩，按給定的速度下降。當(dāng)主令控制器為全速下降時，下降晶閘

管組導(dǎo)通，電機(jī)處于再生發(fā)電狀態(tài)而全速下降。若從全速下降回到慢速檔，

則下降晶閘管組關(guān)斷，上升晶閘管組導(dǎo)通，在上升轉(zhuǎn)矩作用下，電機(jī)迅速減

速，重新進(jìn)入閉環(huán)控制狀態(tài)。 

不管在何種下降速度，一旦主令控制器回到零位時，控制器以上升轉(zhuǎn)矩進(jìn)行

制動，電機(jī)速度迅速減小，電機(jī)速度接近零時，制動器制動，最后電機(jī)斷電。

如果在規(guī)定時間內(nèi)沒有輸出制動命令，則控制器強(qiáng)制停機(jī)保護(hù)。

5、 平移運(yùn)行

主令控制器在左移位置，正向晶閘管組導(dǎo)通，車子以主令所給定的速度向左

運(yùn)行；主令控制器在右移位置，反向晶閘管組導(dǎo)通，車子以主令所給定的速

度向右運(yùn)行。 

當(dāng)主令控制器在某一調(diào)速檔時，QY2/T 控制器在閉環(huán)控制下按該檔速度運(yùn)行，

當(dāng)受到某種阻力，如風(fēng)力或橋架傾斜，控制器在閉環(huán)控制下仍然維持該檔速

度，若某種阻力消失，平移機(jī)構(gòu)將被加速，當(dāng)超過給定速度 10%時，正向晶

閘管組關(guān)斷，反向晶閘管組導(dǎo)通，電機(jī)開始減速，由于此時反向轉(zhuǎn)矩不超過

滿載啟動轉(zhuǎn)矩，所以電機(jī)逐漸減速達(dá)到所要求的（略高于）速度，若此時平

移機(jī)構(gòu)受到前推力，則反向轉(zhuǎn)矩用以保持速度，若沒有前推力，反向晶閘管

組關(guān)斷，正向晶閘管組導(dǎo)通，平移機(jī)構(gòu)正常運(yùn)行。 

在任何狀態(tài)下，主令控制器回零，控制器先以反向轉(zhuǎn)矩進(jìn)行電制動，速度接

近零時，機(jī)械制動器制動。 

控制器運(yùn)行在某檔速度，而主令控制器置反方向檔位，控制器立即以反向轉(zhuǎn)

矩進(jìn)行減速，速度過零后，再加速至該檔速度。

三、 起升機(jī)構(gòu)控制圖紙設(shè)計（平移機(jī)構(gòu)可參考起升機(jī)構(gòu)設(shè)計）

                                                                     圖3-1

圖3-2

圖3-3

圖3-4

圖3-5

圖3-6

 參考文獻(xiàn)：QY2－□□/T 起重機(jī)調(diào)壓調(diào)速控制器使用說明書