應(yīng)用案例 | 變頻器在抓斗起重機(jī)改造中的應(yīng)用

1、前言

橋式起重機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用的提升設(shè)備，隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)起重機(jī)調(diào)速性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的起重機(jī)調(diào)速方法（主要是繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)）現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量大，調(diào)速系統(tǒng)的故障率高，而且調(diào)速系統(tǒng)的綜合技術(shù)指標(biāo)差，已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的特殊要求。普傳科技開發(fā)的基于PI500矢量控制技術(shù)平臺(tái)的PI500-L起重提升專用變頻器在起重行業(yè)取得了廣泛應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，受到用戶好評(píng)。

2、傳統(tǒng)橋式起重機(jī)運(yùn)行情況

傳統(tǒng)電力拖動(dòng)系統(tǒng)主要有起升機(jī)構(gòu)（吊鉤主升降、副起升）和平移機(jī)構(gòu)（大車、小車），一般采用YZR繞線式交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串電阻調(diào)速，由凸輪控制器、繼電器、接觸器控制。實(shí)際運(yùn)行中存在以下問題：

1）起升機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)拖動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)采用變阻調(diào)速，運(yùn)行性能差，而且電阻元件燒損和斷裂故障時(shí)有發(fā)生。

2）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。

3）調(diào)速平滑性差，對(duì)減速機(jī)、連軸器、鋼絲繩的機(jī)械沖擊大，影響使用壽命。

4）繼電器、接觸器控制系統(tǒng)切換頻繁，起動(dòng)時(shí)沖擊電流大，因此觸頭燒損、電動(dòng)機(jī)燒損故障時(shí)有發(fā)生，故障率高。

3、變頻調(diào)速改造方案

鑒于傳統(tǒng)起重機(jī)存在以上問題，客戶要求對(duì)橋式起重機(jī)的吊鉤升降電力拖動(dòng)系統(tǒng)和大、小車電力拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，為克服繞線式電機(jī)串電阻調(diào)速系統(tǒng)的缺點(diǎn)，采用變頻調(diào)速技術(shù)改造起重機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。 

4、改造實(shí)例     

采用普傳科技PI500-L系列起重專用變頻器改造本項(xiàng)目。

該變頻器針對(duì)起重行業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)，滿足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。硬件采用電機(jī)專用控制芯片DSP，搭載最新低功耗IGBT，內(nèi)置起重專用軟件，具有過載能力強(qiáng)、高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防溜鉤功能。采用矢量控制方式可獲得穩(wěn)定的工作狀態(tài)和良好的機(jī)械特性。在滿足沖擊性負(fù)載、重負(fù)荷應(yīng)用的同時(shí)，還能呈現(xiàn)起重行業(yè)的工藝控制特性，增進(jìn)系統(tǒng)效能，達(dá)到了快速反應(yīng)，平穩(wěn)安全運(yùn)行的要求。

優(yōu)異的力矩控制性能，豐富的產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)保證起重、提升行業(yè)使用的安全、可靠和高效?？捎糜诟黝惼鹬貦C(jī)的起升、俯仰、變幅、大車、小車、回轉(zhuǎn)、抓斗等機(jī)構(gòu)的交流無級(jí)調(diào)速。

5、改造后的應(yīng)用效果

    1）起重機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、加速、減速等過程更加平穩(wěn)快速，定位更加準(zhǔn)確，運(yùn)行中加、減速時(shí)整機(jī)振動(dòng)和沖擊明顯減小減少了負(fù)載波動(dòng)，安全性大幅提高。
    2）由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流限制得較小，頻繁啟動(dòng)和停止時(shí)電動(dòng)機(jī)熱耗減少，壽命延長(zhǎng)。
    3）電磁制動(dòng)器在低速時(shí)動(dòng)作，其閘皮的磨損很小，使用壽命延長(zhǎng)。
    4）變頻調(diào)速系統(tǒng)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，靈活調(diào)整各檔速度和加、減速時(shí)間，使得變頻起重機(jī)操作靈活、現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性好。

    5）節(jié)約能源，電機(jī)運(yùn)行電流小，運(yùn)行效率高，發(fā)熱損耗小。本案實(shí)測(cè)節(jié)能可達(dá)30%左右。在生產(chǎn)工況相同的情況下電耗和維修費(fèi)用比改制前節(jié)約20%左右。

    6）可靠性高：變頻器內(nèi)置的防溜鉤程序及完善的保護(hù)、監(jiān)測(cè)及自診斷功能，如再結(jié)合PLC控制和采用閉環(huán)矢量控制柜，可大幅度提高變頻起重機(jī)電控系統(tǒng)的可靠性。

    7）高效運(yùn)行：起重機(jī)空鉤或輕載時(shí)實(shí)現(xiàn)3倍速運(yùn)行，提高裝卸效率。

6、結(jié)束語

交流變頻調(diào)速技術(shù)日益顯現(xiàn)出優(yōu)異的控制及調(diào)速性能，高效率、易維護(hù)等特點(diǎn)使其成為起重機(jī)械一種優(yōu)選的調(diào)速方案。但是，要使變頻器成功地應(yīng)用于起重機(jī)調(diào)速，就必須針對(duì)起重機(jī)的特點(diǎn)，開發(fā)專用變頻器，并在安裝與布線時(shí)采取特殊技術(shù)措施，以保證變頻調(diào)速的起重機(jī)安全、可靠地運(yùn)行。