1 方案概述 橋式起重機(jī)是工礦企業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的一種起重機(jī)械，我廠高爐車間16/3.2噸橋式起重機(jī)，使用頻繁，環(huán)境惡劣，高溫、金屬粉塵過(guò)多。橋式起重機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)多采用繞線式交流異步電機(jī)，轉(zhuǎn)子回路內(nèi)串入多段外接電阻調(diào)速，采用凸輪控制器、繼電器、接觸器控制。這種控制系統(tǒng)主要缺點(diǎn)是: 1）大車、小車、吊鉤主升降、付起升；拖動(dòng)運(yùn)行系統(tǒng)采用變阻調(diào)速，運(yùn)行性能差，而且電阻元件使用普通康銅材質(zhì)，性脆易斷裂，故電阻燒損和斷裂故障時(shí)有發(fā)生，又制成柵狀，高溫時(shí)易彎曲變形造成短路事故，電纜燃燒和損壞。 2）電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速屬能耗型轉(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）由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的金屬粉塵、有害氣體對(duì)電動(dòng)機(jī)集電環(huán)、繼電器的腐蝕與短路，再加上繼電器、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、電刷冒火、電動(dòng)機(jī)燒損故障時(shí)有發(fā)生，故障率高。 4）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。 5）系統(tǒng)抱閘是在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行的，對(duì)制動(dòng)器損害很大，閘皮磨損嚴(yán)重而引起的安全隱患。 隨著電力電子技術(shù)的飛快發(fā)展和軟件技術(shù)的成熟，變頻器的性能和性都有了很大的提高。因此，在橋式起重機(jī)上應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)橋式起重機(jī)的升降，小車和大車機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而極大地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和性。 2 變頻調(diào)速改造方案 對(duì)擔(dān)負(fù)我廠（16/3.2t 橋式起重機(jī)）的大、小車電力拖動(dòng)系統(tǒng)，吊鉤升降、電力拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造，以改善其操作性能、降低故障率能耗率。橋式起重機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理如下。 2.1 變頻調(diào)速改造方案設(shè)計(jì) 16/3.2噸橋式起重機(jī)的電氣傳動(dòng)系統(tǒng)為：大車電動(dòng)機(jī)2 臺(tái)，額定功率2×7.5 kW；小車電動(dòng)機(jī)1 臺(tái)，額定功率4 KW ；主起升電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，額定功率37kW；付起升電動(dòng)機(jī)1臺(tái)，額定功率15KW；改造的具體設(shè)計(jì)方案是: 1）電動(dòng)機(jī)采用原有的，即大車的繞線式異步電動(dòng)機(jī)，其他的繞線式異步電動(dòng)機(jī)保持不變。 2）用4臺(tái)變頻器來(lái)控制5 臺(tái)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)重載啟動(dòng)與變頻調(diào)速， 3）電氣控制系統(tǒng)中、原各電氣控制柜和繼電器、接觸器一律取消，更換為新電氣控制柜，控制柜采用封閉式另加散熱風(fēng)扇、空氣過(guò)濾器，是用來(lái)防護(hù)粉塵對(duì)電氣元件的危害。變頻器采用的是日本安川CIMR-HB4A(H1000)、CIMR-HB4AH1000 MR-AB4A(A1000)、CIMR-AB4A(A1000)系列起重專用變頻器。 4）調(diào)速方式采用具有矢量控制功能的變頻調(diào)速系統(tǒng)，轉(zhuǎn)速采用起重機(jī)專用 電位器調(diào)速控制器控制。 5）制動(dòng)方式采用再生制動(dòng)、直流制動(dòng)和電磁機(jī)械制動(dòng)相結(jié)合的方式。運(yùn)行（重物下降）時(shí)，采取在變頻器直流回路內(nèi)接入制動(dòng)電阻的方式消耗掉再生的電能，把運(yùn)行的大、小車和吊鉤迅速而準(zhǔn)確地停止?。ㄋ俳禐?）。吊鉤作業(yè)時(shí)，常常有將重物在半空中停留一段時(shí)間的現(xiàn)象（如重物在空中平移或突然停電時(shí)），變頻調(diào)速系統(tǒng)雖然能使重物停住，但因容易受到外界因素的干擾（如平移時(shí)常出現(xiàn)斷電），性差。因此，還必須同時(shí)采取電磁制動(dòng)器進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)以配合完成作業(yè)。 6、由于繞線式異步電動(dòng)機(jī)散熱風(fēng)扇是一體的，在低頻率速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)達(dá)不到散熱效果，所以要在每臺(tái)電動(dòng)機(jī)上加一臺(tái)單控制的微型軸流風(fēng)機(jī)，完善地達(dá)到散熱效果。避免電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低轉(zhuǎn)速所產(chǎn)生的高溫現(xiàn)象。 2.2 電氣工作原理 1）系統(tǒng)的控制指令，由司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)專用主令電位控制器Ks、給出，控制變頻指令：上升、下降、加速、減速，平滑調(diào)速。吊鉤升降、機(jī)構(gòu)制動(dòng)打開(kāi)由變頻器輸出繼電器驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器控制接觸器Cs、使制動(dòng)器、微型軸流風(fēng)機(jī)動(dòng)作。 2 變頻器有短路、過(guò)壓、缺相、失壓、過(guò)流、超速、接地等各種保護(hù)功能和故障自診斷及顯示報(bào)警功能。當(dāng)變頻器出現(xiàn)短路、過(guò)流等故障時(shí)，變頻器給出故障信號(hào)，并停止輸出，切斷變頻器電源，控制制動(dòng)器抱閘，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 吊鉤升降、機(jī)構(gòu)除了變頻器內(nèi)部有保護(hù)功能外，還設(shè)置了線路保護(hù)： （1）零位保護(hù)，由主令控制器零位觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)此功能； （2）限位保護(hù)，由高度限制器實(shí)現(xiàn)； （3）線路設(shè)有低壓斷路器作為短路保護(hù)。 1）小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣拖動(dòng)系統(tǒng)小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由一臺(tái)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用1 臺(tái)變頻器控制，系統(tǒng)控制方法與起升機(jī)構(gòu)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)類似。 2）大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣拖動(dòng)系統(tǒng)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)由兩臺(tái)變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用1臺(tái)變頻器控制，系統(tǒng)控制方法與小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)電氣