台达变频器在门式起重机上的应用.doc

台達變頻器在門式起重機電氣改造中的應用 摘要：闡述門式起重機原理、台達變頻器在門式起重機的應用 關鍵字：變頻器、門式起重機 一.前言 門式起重機俗稱龍門吊,是鐵路貨運系統中應用廣泛的一種起重機械。傳統的門式起重機拖動系統比較常見的是採用繞線轉子異步電動機,通過改變轉子回路內電阻調速。優點是使用可靠。缺點是能耗較大，起升機構啟動停止時電機會過載,製動器易損壞,重物難以準確定位。門式起重機電氣改造可發揚其優點,克服其缺點。本文介紹台達變頻器在36噸/16噸門式起重機的電氣改造中的應用。 二.門式起重機的結構 1.起升機構 拖動重物升降運動。由繞線電動機、製動器等組成。一般有両個起升機構;主起升機構(主鉤)和副起升機構(副鉤)。 2.大車 拖動整台門式起重機沿著大車軌道運動。由繞線電動機、製動器等組成。 3.小車 拖動重物及主鉤(副鉤)運動。由繞線電動機、製動器等組成。 4.機械部分 5.電氣控制系統 电源采用三相380V/50Hz供电。 三.門式起重機變頻改造 1.能耗比較 1).原調速方式的功率損失: P=TL(n0- n2)/9550 原拖動系統通過滑環和電刷在轉子回路內串入電阻,由接觸器控制串入電阻的多少來控制轉速。其轉速的下降是通過在轉子的外接電阻中消耗能量來實現的;轉速越低,損失功率越多。 其中TL是負載轉矩, n0是同步轉速 2).變頻調速的功率損失: P,=TL(n0- n1)/9550 異步電動機頻率改變後其機械特性基本上平行於自然機械特性,因此其轉差在不同轉速下基本不變,損失功率與額定轉速時基本相同。 両種調速方式比較,變頻調速節能效果十分顯著。 2.起升機構溜鉤的處理 1 ).問題的產生 製動器的動作需要響應時間(約0.6秒),而電動機的轉矩在通電或斷電的瞬間產生或消失。電動機已通電,製動器未松開,電動機會嚴重過載; 電動機已斷電,製動器未抱緊,重物會下滑,出現溜鉤。溜鉤會影響定位,存在安全隱患。 2).原拖動方式的措施 啟動時讓電動機和製動電磁鐵同時通電;此時,製動器未完全打開,電動機過載。此時間製動電磁鐵在電動機斷電前一斷時間(約0.6秒)提前斷,此時在製動器抱緊的過程中,電動機也會過載,而且閘皮與製動輪之間產生滑動摩擦,影響製動器的壽命,同時不易準確定位。 3).變頻器拖動的處理 高性能矢量變頻器在零速或輸出起動頻率(0.5Hz以上時轉矩可達150%以上)時有足夠大的轉矩(150%以上);啟動時可在變頻器輸出到起動頻率預勵磁,電動機轉矩建立後再打開製動器。停止時變頻器輸出到起動頻率時,製動器斷電;當輸出頻率為0時,變頻器停止運行。這樣就有效地解決了溜鉤;而且製動器動作時,重物已經靜止, 閘皮與製動輪幾乎沒有相對運動,磨損很小;同時很容易定位。 3.結論 綜上所述,變頻調速能耗低,溜鉤處理簡單,製動器磨損小,定位容易;而且起停平滑,減小機械衝擊。 四.電氣控制 1.电气系统主要由可编程控制器、变频器、製動單元、製動電阻、行程開關等組成。 2.起升變頻器 台達高機能磁束向量控制變頻器VFD-V系列;控制方式:正弦波PWM方式;啟動轉矩:0.5 Hz150%以上;速度控制範圍:1:100(外接PG可達1:1000)及其它控制特性;完善的保護機能。 主鉤-63KW電機和副鉤-42KW極電機共用一台VFD-750V43A; VFD-750V43A可同時儲存両組電機參數,可方便地進行兩台電機切換控制。採用無PG矢量控制方式。 3.大車變頻器 台達高機能向量控制變頻器VFD-B系列; 控制方式:正弦波SPWM方式啟動轉矩:1Hz150%;過負載耐量:額定輸出電流的150%一分鐘及其它控制特性;完善的保護機能。 4台13KW電機選用VFD-750B43A。採用V/F控制方式。 4.小車變頻器 2台6.3KW電機選用VFD-220B43A。採用V/F控制方式。 5.控制電路 電氣控制系統採用PLC控制起升、大車、小車變頻器的運行。 PLC輸入信號:聯動台的主令信號(起升、大車、小車的速度檔位);限位開關;變頻器的報警信號;起停按鈕等。 PLC輸出信號:變頻器的運行信號及多段速信號;製動器動作信號;故障指示等。 PLC接受聯動台主令信號輸出運行信號和多段速指令給變頻器運行。起升機構、大車、小車獨立運行。 五.結束語 門式起重機經電氣改造後經6個月的運行檢測節能27%;起動平滑,機械衝擊小;定位準確。全國約800台門式起重機中500台左右有變頻改造的可能.。這種改造尚有進一步性能提升的可能:如加裝一台變頻器拖動副鉤;加裝編碼器作閉環控制;配置觸摸屏監控運行狀態。 n 小車變頻器 大車變頻器 起升變頻器 可编程控制器 韓秋紅 中達電通股份有限公司武漢分公司 張孟驥 T n0 n2 n1 TL TL n2 n1 n0 T