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臺達(dá)變頻器在門式起重機(jī)氣改造中的應(yīng)用中達(dá)電通股份有限公司

基本介紹：門式起重機(jī)俗稱龍門吊,是鐵路貨運(yùn)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的一種起重機(jī)械。傳統(tǒng)的門式起重機(jī)拖動系統(tǒng)比較常見的是采用繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，通過改變轉(zhuǎn)子回路內(nèi)電阻調(diào)速。優(yōu)點是使用可靠。缺點是能耗較大，起升機(jī)構(gòu)啟動停止時電機(jī)會過載,制動器易損壞，重物難以準(zhǔn)確定位。門式起重機(jī)電氣改造可發(fā)揚(yáng)其優(yōu)點,克服其缺點。本文介紹了臺達(dá)為36噸/16噸門式起重機(jī)提供的變頻器電氣改造方案。方案介紹：門式起重機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括： 1、起升機(jī)構(gòu)：拖動重物升降運(yùn)動。由繞線電動機(jī)、制動器等組成。一般有兩個起升機(jī)構(gòu)，主起升機(jī)構(gòu)(主鉤)和副起升機(jī)構(gòu)(副鉤)。 2、大車：拖動整臺門式起重機(jī)沿著大車軌道運(yùn)動。由繞線電動機(jī)、制動器等組成。 3、小車：拖動重物及主鉤(副鉤)運(yùn)動。由繞線電動機(jī)、制動器等組成。 4、機(jī)械部分 5、電氣控制系統(tǒng)：電源采用三相380V/50Hz供電。臺達(dá)變頻器改造方案：電氣系統(tǒng)主要由可編程控制器、變頻器、制動單元、制動電阻、行程開關(guān)等組成。 1、起升變頻器臺達(dá)高功能磁束矢量控制變頻器VFD-V系列，控制方式：正弦波；PWM方式啟動轉(zhuǎn)矩：0.5 Hz150%以上;速度控制范圍:1:100(外接PG可達(dá)1:1000)及其它控制特性;完善的保護(hù)機(jī)能。主鉤-63kW電機(jī)和副鉤-42kW極電機(jī)共享一臺VFD-750V43A；VFD-750V43A可同時儲存兩組電機(jī)參數(shù)，可方便地進(jìn)行兩臺電機(jī)切換控制。采用無PG矢量控制方式。 2、大車變頻器臺達(dá)高功能矢量控制變頻器VFD-B系列，控制方式：正弦波SPWM方式啟動轉(zhuǎn)矩：1Hz150%；過負(fù)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(hù)機(jī)能。4臺13kW電機(jī)選用VFD-750B43A。采用V/F控制方式。 3、小車變頻器 2臺6.3kW電機(jī)選用VFD-220B43A。采用V/F控制方式。 4、PLC控制電路電氣控制系統(tǒng)采用PLC控制起升、大車、小車變頻器的運(yùn)行。PLC接受聯(lián)動臺主令信號輸出運(yùn)行信號和多段速指令給變頻器運(yùn)行。起升機(jī)構(gòu)、大車、小車獨(dú)立運(yùn)行。 PLC輸入信號：聯(lián)動臺的主令信號（起升、大車、小車的速度文件位）；限位開關(guān)；變頻器的報警信號；起停按鈕等。 PLC輸出信號：變頻器的運(yùn)行信號及多段速信號；制動器動作信號；故障指示等。系統(tǒng)特點：節(jié)省能耗：Ô拖動系統(tǒng)通過滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入電阻，由接觸器控制串入電阻的多少來控制轉(zhuǎn)速。其轉(zhuǎn)速的下降是通過在轉(zhuǎn)子的外接電阻中消耗能量來實現(xiàn)的；轉(zhuǎn)速越低，損失功率越多。采用變頻調(diào)整，異步電動機(jī)頻率改變后其機(jī)械特性基本上平行于自然機(jī)械特性，因此其轉(zhuǎn)差在不同轉(zhuǎn)速下基本不變，損失功率與額定轉(zhuǎn)速時基本相同，節(jié)能效果相當(dāng)明顯。簡化溜鉤處理：Ô拖動方式的措施是啟動時讓電動機(jī)和制動電磁鐵同時通電；此時，制動器未完全打開，電動機(jī)過載。制動電磁鐵在電動機(jī)斷電前一斷時間（約0.6秒）提前斷，在制動器抱緊的過程中，電動機(jī)也會過載，而且閘皮與制動輪之間產(chǎn)生滑動摩擦，影響制動器的壽命，同時不易準(zhǔn)確定位。高性能矢量變頻器在零速或輸出起動頻率（0.5Hz以上時轉(zhuǎn)矩可達(dá)150%以上）時有足夠大的轉(zhuǎn)矩（150%以上），啟動時可在變頻器輸出到起動頻率預(yù)勵磁，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩建立后再打開制動器。停止時變頻器輸出到起動頻率時，制動器斷電；當(dāng)輸出頻率為0時,變頻器停止運(yùn)行。這樣就有效地解決了溜鉤；而且制動器動作時，重物已¾靜止，閘皮與制動輪幾乎沒有相對運(yùn)動，磨損很小；同時很容易定位。綜上所述，變頻調(diào)速能耗低，溜鉤處理簡單，制動器磨損小，定位容易；而且起停平滑，減小機(jī)械沖擊。門式起重機(jī)¾電氣改造后¾6個月的運(yùn)行檢測節(jié)能27%；起動平滑，機(jī)械沖擊小；定位準(zhǔn)確。全國約800臺門式起重機(jī)中500臺左右有變頻改造的可能。這種改造尚有進(jìn)一步性能提升的可能：如加裝一臺變頻器拖動副鉤；加裝編碼器作死Ñ環(huán)控制；配置觸摸屏監(jiān)控運(yùn)行狀態(tài)。