SAJ-8000變頻器在橋式起重機(jī)中的應(yīng)用

引言
橋式起重機(jī)是工礦企業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一種起重機(jī)械，某機(jī)務(wù)段現(xiàn)配屬多臺橋式起重機(jī)，每天使用頻繁，工作量很大。橋式起重機(jī)能否正常工作直接影響機(jī)車檢修任務(wù)的完成和人身、設(shè)備的安全。
原使用的橋式起重機(jī)拖動系統(tǒng)采用繞線式交流異步電機(jī)，轉(zhuǎn)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(diǎn)是:
(1) 電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速屬能耗型轉(zhuǎn)差調(diào)速，能耗大，機(jī)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(jī)以及轉(zhuǎn)子所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生，故障率達(dá)每月2.5件;
(3) 調(diào)速平滑性差，對減速機(jī)、連軸器、鋼絲繩的機(jī)械沖擊大，影響使用壽命;
(4) 系統(tǒng)抱閘是在運(yùn)動狀態(tài)下進(jìn)行的，對制動器損害很大，閘皮磨損嚴(yán)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(jī)故障率高的問題。隨著電子技術(shù)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(jī)傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了有利的條件。我們首先對擔(dān)負(fù)機(jī)車柴油機(jī)組裝重要工作的架修庫32噸橋式起重機(jī)的大小車拖動系統(tǒng)和吊鉤提升系統(tǒng)進(jìn)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(jī)的電氣傳動系統(tǒng)有大車電動機(jī)兩臺、小車電動機(jī)一臺、32噸大鉤、5噸小鉤提升電動機(jī)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(jī)，實(shí)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)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(jī)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(yùn)動中的大、小車和吊鉤迅速而準(zhǔn)確地將轉(zhuǎn)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(jìn)行機(jī)械制動。
　　3、變頻控制系統(tǒng)的控制要點(diǎn)
　　橋式起重機(jī)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(jìn)行無觸點(diǎn)控制。
　　橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)中需要引起注意的是關(guān)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?fàn)顟B(tài)下滑而產(chǎn)生溜鉤。
　?。?） 起吊重物停住控制要點(diǎn)
　　通過設(shè)定停止起始頻率，和的維持時間(應(yīng)大于制動電磁鐵抱閘時間0.6s)，當(dāng)變頻器的工作頻率下降到時，變頻器輸出一個“頻率到達(dá)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(diǎn)
　　設(shè)定“升降起始頻率和“檢測電流時間，當(dāng)變頻器達(dá)到的同時，變頻器開始檢測電流，確認(rèn)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(yīng)大于電磁鐵松開時間。
　　（3） 自動轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置
　　在調(diào)試過程中適當(dāng)?shù)靥岣咧蓄l電壓可以改善低頻特性，提高啟動轉(zhuǎn)矩; 提高零頻電壓可以加大直流強(qiáng)勵磁，可以使電機(jī)保持足夠大的轉(zhuǎn)矩防止溜鉤。
　?。?） 各傳動機(jī)構(gòu)變頻器的功能參數(shù)設(shè)置
　　橋式起重機(jī)各傳動機(jī)構(gòu)改造采用的SAJ系列變頻器。

　　改造后的效果
　　從改造后運(yùn)行來看，效果非常明顯。主要效果如下:
　　(1) 橋式起重機(jī)的啟動、制動、加速、減速等過程更加平穩(wěn)快速，定位更加準(zhǔn)確，減少了負(fù)載波動，安全性大幅提高;
　　(2) 電動機(jī)運(yùn)行的開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)了無觸點(diǎn)化，具有半永久性的壽命;
　　(3) 由于電動機(jī)啟動電流限制得較小，頻繁啟動和停止時電動機(jī)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(fèi)用都得以減少。