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台达变频器在门式起重机气改造中的应用

中达电通股份有限公司
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基本介绍:
    门式起重机俗称龙门吊,是铁路货运系统中应用广泛的一种起重机械。传统的门式起重机拖动系统比较常见的是采用绕线转子异步电动机,通过改变转子回路内电阻调速。优点是使用可靠。缺点是能耗较大,起升机构启动停止时电机会过载,制动器易损坏,重物难以准确定位。门式起重机电气改造可发扬其优点,克服其缺点。本文介绍了台达为36吨/16吨门式起重机提供的变频器电气改造方案。

方案介绍:
门式起重机的结构主要包括:
    1、起升机构:拖动重物升降运动。由绕线电动机、制动器等组成。一般有两个起升机构,主起升机构(主钩)和副起升机构(副钩)。
    2、大车:拖动整台门式起重机沿着大车轨道运动。由绕线电动机、制动器等组成。
    3、小车:拖动重物及主钩(副钩)运动。由绕线电动机、制动器等组成。
    4、机械部分
    5、电气控制系统:电源采用三相380V/50Hz供电。

台达变频器改造方案:
    电气系统主要由可编程控制器、变频器、制动单元、制动电阻、行程开关等组成。



1、起升变频器
   台达高功能磁束矢量控制变频器VFD-V系列,控制方式:正弦波;PWM方式启动转矩:0.5 Hz150%以上;速度控制范围:1:100(外接PG可达1:1000)及其它控制特性;完善的保护机能。

    主钩-63kW电机和副钩-42kW极电机共享一台VFD-750V43A;VFD-750V43A可同时储存两组电机参数,可方便地进行两台电机切换控制。采用无PG矢量控制方式。

2、大车变频器
    台达高功能矢量控制变频器VFD-B系列,控制方式:正弦波SPWM方式启动转矩:1Hz150%;过负载耐量:额定输出电流的150%一分钟及其它控制特性;完善的保护机能。4台13kW电机选用VFD-750B43A。采用V/F控制方式。

3、小车变频器
   2台6.3kW电机选用VFD-220B43A。采用V/F控制方式。

4、PLC控制电路
    电气控制系统采用PLC控制起升、大车、小车变频器的运行。PLC接受联动台主令信号输出运行信号和多段速指令给变频器运行。起升机构、大车、小车独立运行。

    PLC输入信号:联动台的主令信号(起升、大车、小车的速度文件位);限位开关;变频器的报警信号;起停按钮等。

    PLC输出信号:变频器的运行信号及多段速信号;制动器动作信号;故障指示等。

系统特点:
    节省能耗:Ô­拖动系统通过滑环和电刷在转子回路内串入电阻,由接触器控制串入电阻的多少来控制转速。其转速的下降是通过在转子的外接电阻中消耗能量来实现的;转速越低,损失功率越多。采用变频调整,异步电动机频率改变后其机械特性基本上平行于自然机械特性,因此其转差在不同转速下基本不变,损失功率与额定转速时基本相同,节能效果相当明显。

    简化溜钩处理:Ô­拖动方式的措施是启动时让电动机和制动电磁铁同时通电;此时,制动器未完全打开,电动机过载。制动电磁铁在电动机断电前一断时间(约0.6秒)提前断,在制动器抱紧的过程中,电动机也会过载,而且闸皮与制动轮之间产生滑动摩擦,影响制动器的寿命,同时不易准确定位。高性能矢量变频器在零速或输出起动频率(0.5Hz以上时转矩可达150%以上)时有足够大的转矩(150%以上),启动时可在变频器输出到起动频率预励磁,电动机转矩建立后再打开制动器。停止时变频器输出到起动频率时,制动器断电;当输出频率为0时,变频器停止运行。这样就有效地解决了溜钩;而且制动器动作时,重物已¾­静止,闸皮与制动轮几乎没有相对运动,磨损很小;同时很容易定位。

    综上所述,变频调速能耗低,溜钩处理简单,制动器磨损小,定位容易;而且起停平滑,减小机械冲击。门式起重机¾­电气改造后¾­6个月的运行检测节能27%;起动平滑,机械冲击小;定位准确。全国约800台门式起重机中500台左右有变频改造的可能。这种改造尚有进一步性能提升的可能:如加装一台变频器拖动副钩;加装编码器作死Ñ­环控制;配置触摸屏监控运行状态。
 
 
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