维修电工技师论文-325T双梁桥式起重机主副钩电动机共用一套变频器控制改造方案

32/5T双梁桥式起重机主副钩电动机共用一套变频器控制改造方案
姓名：唐跃顺
身份证号： 330126************
申报等级：技师（二级）
申报工种：维修电工
准考证号： 1411221101000000114
培训单位：杭州中策职业技能培训学校
工作单位：杭州正翔起重机械制造有限公司
日期： 2014年11月 10日
目录
一、概述…………………………………………………………P3
二、技术改造要求………………………………………………P3
三、改造中元器件的选择………………………………………P4
四、变频器调速控制系统的工作原理………………………… P4
五、桥式起重机调速控制的技术要求……………………… P4
六、桥式起重机旧原理图和现原理图描述………………… P5
七、变频参数设置………………………………………………P8
八、起重机起升机构改造前后比较……………………………P9
九、结束语………………………………………………………P9
十、参考文献……………………………………………………P9
32/5T双梁桥式起重机主副钩电动机
共用一套变频器控制改造方案
内容提要：
本文通过对桥式起重机起升机构用变频器调速，凸轮控制器控制的改造设计分析，阐述了桥式起重机，用凸轮控制器控制变频器调速是可行的，在不要求双钩同时运作的工作场合，具有提高工作效率和较好的经济效益等优点关键词：变频器凸轮控制器改造调速。

一、概述
32/5T桥式起重机装在黄岩模具厂精加工车间里，主要用于精加工装卸配件之用，起重机的电气传动系统有大车电动机两台，小车电动机一台，主、付钩升降电动机各一台，这些均为交流绕线转子异步电动机，采用传统的转子串电阻方式起动和调速，由于这种调速方式，在运行过程中因机械特性软、惯性大、稳定性能差,特别在吊、装、卸精密设备过程中，因起动冲击惯性大，主钩下降回零位是产生的电气反接制动，极易产生工件放不到位，往往就容易发生吊件物与设备间碰撞，严重的就造成配件或设备损坏，这对操作者来说，每次用起重机操作时都有很大的压力，在操作人员的要求下，厂领导同意对桥式起重机进行技术改造，但要从根本上解决上述的问题，只有彻底改变绕线转子异步电动机转子串电阻调速方式，随着电子技术的飞速发展，变频器的性能，可靠性都有了很大的提高，这也在桥式起重机传动系统中的应用提供了有利条件。

二、技术改造要求
1. 为了尽量在改造起重机项目上节省经济的开支，起重机的主副钩电机仍于保留，主钩电动机型号YZR280S-8/45KW, 副钩电动机型号YZR160L-6/11KW，司机室操纵联动台上设置三档（慢，中，快），使其机械的主副升降速度符合精密设备吊装卸的要求。

主副钩不需要同时工作，实行重件用主钩起吊，轻件用副钩起吊原则。

2. 为了防止变频器供电时，绕线式异步电动机受高次谐波的影响,温升与工频供电时相比差距太大，我们决定在主副钩电机尾部加装冷却排风机，在设备运行时进行强迫风冷措施。

3. 应厂里操作人员的操作习惯，桥式起重机的转速控制仍采用原有的凸轮控制器，传统的凸轮控制器操作盘使用时手感好，操作起来得心应手，这就节省了更换凸轮控制元件的费用。

大车和小车的电机仍采用原有的机构不变。

三、改造中元器件的选择
1.变频器的选择，主起升最大功率为8极45KW电动机，电机铭牌标注定子电流为98安培，变频器的功率应大于电机额定功率，相应匹配的安川变频器型号为CIMR-HB40150,选择超重载功率55KW，额定输出电流128安培，变频器额定输出电流满足电机额定输出电流的1.3倍。

2．制动单元的选择，制动单元和制动电阻一起配套工作，变频器正常的母线电压为540V(AC 380V机型），当电机处于发电状态时，该母线电压会超过540V，最大允许700-800V，如长期或频繁超过这个最大值将会损坏变频器，所以用制动单元和制动单元进行能量消耗，防止母线电压过高，选择制动单元比较简单，一般按照和变频器同等功率就可以了。

3. 制动电阻的选择，制动电阻的功率按照以下来选：P＝ED%*U^2/R ED%:制动使用率，按照一般经验，ED%的范围是从10%-50%不等，如果制动频度低（偶尔动作），选10%即可，如果是长期或频繁动作，则按30%－50%选择即可，一般30%可满足大部分应用要求。

四、变频器调速控制系统的工作原理
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成，通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的。

五、桥式起重机调速控制的技术要求
1．起重机主副钩电动机对拖动系统得要求，具有多档位的调速功能，应付不同的吊、装、卸、精密设备，其运行速度是多项选择的，制动方式因顺从桥
式起重机本体的机械结构，现场调整变频器的加、减速时间，一般调为3秒，其目的是能够达到平稳、准确的停车。

2. 起动时，除负载是恒转矩外，还必须克服液压推动抱闸静摩擦力，所以，拖动系统应有足够大的起动转矩。

3. 重物下降时，除空钩和极轻的负载外，在绝大数情况下都时靠自身的重力而下降的，为了克服重物因重物加速而不断加速，变频器必须产生足够的制动力矩，使重物在所需转速下平稳下降。

4. 重物在空中停住的前后，不能发生“溜钩”现象。

六、桥式起重机旧原理图和现原理图描述
图1-1 QR2S250主起升机构主回路图（原图）
图1-2副起升控制回路图（原图）
图1-3主副起升安川变频主回路机构图（改后现图）
图1-4 QR2S250主起升控制回路图（原图）
图1-5主副起升安川变频控制回路图（改后现图）1.桥式起重机起升机构旧原理图工作原理描述
( a）主起升图1-1和图1-4，线路为可逆不对称线路，主令控制器档位数为3—0---3。

（b）电路中起动电阻为五级（不包括长串电阻），其中第一，第二级由手动切除，第三，四，五级由时间继电器控制自动切除。

（c）主令控制下降一、二档为反接制动，可实现负载慢速下降（电动机是向上运行的。

这叫反接制动，此时负载重时为缓慢下降，负载轻时为上升，转子回路串有很大的电阻，长时间通电会使电阻器严重过热，严重时会烧毁电动机和电电阻器。

不允许电动机长期接电），第三档为再生制动，可使负载快速下降。

（d）图1-4副起升控制机构是定子正反转、转子串电阻调速电路控制简单，在此不作详细描述。

2.桥式起重机起升机构改后原理图工作原理描述
（a）图1-3和图1-5为改后主副钩机构合在一起的原理图，通过参数设置和旋钮开关F3/S2可实现主副起升电机的转换，按钮F3/S1变频故障复位。

（b）起升电机旋钮开关F3/S2在变频器运行时不能强行切换，因为变频器在运行时电机不能无故停止工作，必须在变频器停止运行工作后切换电机选择有效，所以在变频器内部设置了选择参数，如强行切换旋钮开关F3/S2则变频器和电机同时停止运行工作。

（c）档位闭合表清晰、易懂，第一档为慢速、第二档为中速、第三档为快速。

（d）线路中各极限保护环节安全可靠，接线简单，减小对机械的冲击，提高起升机构的靠性。

七、变频参数设置
1.变频器参数设置如下：
表1-1安川变频H1000电机1和电机2参数表
2. 设定参数，步骤如下：
（a）按照原理图检查接线是否正确。

（b）检查主回路电压。

（c）电压正常变频器上电。

（d）按向上键Λ或向下键ν。

（e）进入编程模式程序PRG.
（f) 选择设置的参数，按ENTER键确定。

3.表1-1是安川变频H1000电机1和电机2参数表，通过表内的参数设置就能轻松地实现主钩-副钩切换控制。

八、起重机起升机构改造前后比较
1．双梁桥式起重机起升机构通过改造后的比较：
(a)变频系统比以前老系统接线简单，可靠性高，故障率低。

(b)变频系统减少交流接触器的数量，减少触点化。

(c)变频系统可根据现场情况，很方便的调整各档速度和加减速时间，使得桥式起重机操作更加灵活，响应快速。

(d)变频调速属高效调速系统，运行效率高，发热耗损少。

(e)变频系统比老系统节电。

九、结束语
从普通接触器控制改造成变频系统控制的实际情况来看，从技术角度看是可行的，对于下一台起重机变频的改造积累了丰富的经验，增加了信心，相信变频系统装置在不久的将来以其特有的优越性将被越来越多的场合所采用。

十、参考文献：
《起重机使用手册》王金诺、张质文、程文明、邹胜、刘权、王少华主编
中国铁道部出版-2013版《安川变频器H1000使用指南》-2013年编制。