工程案例
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發(fā)布者: 凱優(yōu) 時(shí)間:2/7/2023 5:43:54 PM
一、前言
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,常用傳統(tǒng)的起重機(jī)調(diào)速方法如:繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、晶閘管定子調(diào)壓調(diào)速和串級(jí)調(diào)速等共同的缺點(diǎn)是繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)有集電環(huán)和電刷,它們要求定期維護(hù),由集電環(huán)和電刷引起的故障較為常見,再加上大量繼電器、接觸器的使用,致使現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)量較大,調(diào)速系統(tǒng)的故障率較高,而且調(diào)速系統(tǒng)的綜合技術(shù)指標(biāo)較差,已不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的特殊要求。
交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)界的廣泛應(yīng)用,為交流異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的起重機(jī)大范圍、高質(zhì)量地調(diào)速提供了全新的方案。它具有高性能的調(diào)速指標(biāo),可以使用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維護(hù)方便的鼠籠異步電動(dòng)機(jī),并且高效、節(jié)能,其外圍控制線路簡(jiǎn)單,維護(hù)工作量小,保護(hù)監(jiān)測(cè)功能完善,運(yùn)行可靠性較傳統(tǒng)的交流調(diào)速系統(tǒng)有較大的提高。所以,采用交流變頻調(diào)速是起重機(jī)交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展的主流。
交流變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于起重機(jī)后,與市場(chǎng)上大量使用的傳統(tǒng)的繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng)相比,可帶來(lái)以下顯著經(jīng)濟(jì)效益和安全可靠性:
(1)采用交流變頻調(diào)速技術(shù)的起重機(jī)由于變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性硬,具有準(zhǔn)確定位的優(yōu)點(diǎn),不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)起重機(jī)負(fù)載變化時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也隨之變化的現(xiàn)象,可以提高裝卸作業(yè)的生產(chǎn)率。
(2)變頻起重機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),啟動(dòng)、制動(dòng)平緩,運(yùn)行中加、減速時(shí)整機(jī)振動(dòng)和沖擊明顯減小,安全性提高,并且延長(zhǎng)了起重機(jī)機(jī)械部分的壽命。
(3)機(jī)械制動(dòng)器在電動(dòng)機(jī)低速時(shí)動(dòng)作,主鉤以及大、小車的制動(dòng)由電氣制動(dòng)完成,所以機(jī)械制動(dòng)器的制動(dòng)片壽命大為延長(zhǎng),維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用下降。
(4)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高的鼠籠異步電動(dòng)機(jī)取代繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī),避免了因集電環(huán)、電刷磨損或腐蝕引起接觸不良而造成電動(dòng)機(jī)損壞或不能起動(dòng)的故障。
(5)交流接觸器大量減少,電動(dòng)機(jī)主回路實(shí)現(xiàn)了無(wú)觸點(diǎn)化控制,避免了因接觸器觸頭頻繁動(dòng)作而燒損以及由于接觸器觸頭燒損而引起的電動(dòng)機(jī)損壞故障。
(6)交流變頻調(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。
(7)交流變頻調(diào)速系統(tǒng)屬高效率調(diào)速系統(tǒng),運(yùn)行效率高,發(fā)熱損耗小,因此比老式調(diào)速系統(tǒng)大量節(jié)電。
(8)變頻器具有完善的保護(hù)、監(jiān)測(cè)及自診斷功能,如再結(jié)合PLC控制,可大幅度提高變頻起重機(jī)電控系統(tǒng)的可靠性。
二、起重機(jī)運(yùn)行的特點(diǎn)
(1)起重機(jī)應(yīng)具有大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,通常超過150%的額定轉(zhuǎn)矩,若考慮超載等因素,至少應(yīng)在起動(dòng)加速過程中提供200%的額定轉(zhuǎn)矩。
(2)由于機(jī)械制動(dòng)器的存在,為使變頻器輸出轉(zhuǎn)矩與機(jī)械制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩平滑切換,不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象,必須充分研討變頻器啟動(dòng)信號(hào)與機(jī)械制動(dòng)器動(dòng)作信號(hào)的控制時(shí)序。
(3)當(dāng)起升機(jī)構(gòu)向下運(yùn)行或平移機(jī)構(gòu)急減速時(shí),電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電狀態(tài),其能量要向電源側(cè)回饋,必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況處理再生能量。
(4)起升機(jī)構(gòu)在抓吊重物離開或接觸地面瞬間負(fù)載變化劇烈,變頻器應(yīng)能對(duì)這種沖擊性負(fù)載進(jìn)行平滑控制。
三、偉創(chuàng)AC80起重機(jī)專用變頻器簡(jiǎn)介
1、主要功能及特點(diǎn)
偉創(chuàng)AC80起重機(jī)專用變頻器是深圳偉創(chuàng)電氣有限公司針對(duì)起重行業(yè)專業(yè)設(shè)計(jì)的一款高性能矢量變頻器,用于各類起重機(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(wú)級(jí)調(diào)速。主要的功能及特點(diǎn)如下:
(1)調(diào)速范圍寬,可實(shí)現(xiàn)有準(zhǔn)確控制定位要求的作業(yè);
(2)軟啟動(dòng)、軟停止的功能降低了機(jī)械傳動(dòng)沖擊,可明顯改善鋼結(jié)構(gòu)的承載性能,延長(zhǎng)了 起重機(jī) 的使用壽命;
(3)抱閘邏輯控制與監(jiān)控,準(zhǔn)確的抱閘開啟和閉合控制時(shí)序,通過抱閘實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋和起動(dòng)預(yù)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,確??刂频陌踩院涂煽啃裕?
(4)輕負(fù)載升速,起重機(jī)空鉤或輕載時(shí)實(shí)現(xiàn)2倍速運(yùn)行,提高裝卸效率。輕負(fù)載升速功能主要應(yīng)用于起升高度較大的起重機(jī),以縮短時(shí)間來(lái)提高裝卸效率;
(5)控制回路電源和主回路電源可以分別控制提高了用戶調(diào)試時(shí)的安全性,便于故障診斷與維護(hù)。
(6)支持MODBUS通訊協(xié)議,能實(shí)現(xiàn)多個(gè)變頻器和PLC之間的通訊連接。
(7)危險(xiǎn)速度監(jiān)視、快速停車及超速保護(hù)變頻器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電機(jī)的運(yùn)行速度,當(dāng)電機(jī)速度大于設(shè)定的最高允許速度或速度偏差值時(shí),變頻器發(fā)出故障報(bào)警并立即停止輸出,機(jī)械制動(dòng)器動(dòng)作,使起重機(jī)處于安全狀態(tài)。
快速停車功能給用戶提供以下三種方式供選擇:
方式1:電氣制動(dòng)的停車;
方式2:電氣制動(dòng)加機(jī)械制動(dòng)的停車;
方式3:機(jī)械制動(dòng)的停車。
(8)預(yù)勵(lì)磁功能是在啟動(dòng)之前自動(dòng)地對(duì)電機(jī)實(shí)行直流勵(lì)磁,以保證電動(dòng)機(jī)快速地提供起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,并通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁的時(shí)間使電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)器的釋放時(shí)間相配合,避免出現(xiàn)“溜鉤”現(xiàn)象。
(9)起重機(jī)操作模式——方便、靈活
根據(jù)起重機(jī)不同的操作模式,為用戶提供以下操作模式選擇:操縱桿模式、遙控模式、電動(dòng)電位器模式、分級(jí)操縱桿給定模式、分級(jí)遙控給定模式、通訊給定模式等。
2、制動(dòng)功能說(shuō)明
偉創(chuàng)AC80起重機(jī)專用變頻器內(nèi)部?jī)?nèi)置了機(jī)械抱閘邏輯順序控制功能,只要設(shè)定參數(shù)就可以解決機(jī)械制動(dòng)邏輯的問題。在起重設(shè)備的應(yīng)用上,一般都會(huì)存在機(jī)械抱閘機(jī)構(gòu),這主要是考慮到安全方面的因素。提升機(jī)構(gòu)在機(jī)械抱閘機(jī)構(gòu)抱住之前和松開之后的瞬間,極易發(fā)生重物由停止?fàn)顟B(tài)下滑的現(xiàn)象(稱為溜鉤),防止溜鉤是橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的安全控制環(huán)節(jié)。當(dāng)?shù)蹉^起吊重物停止在半空中時(shí),如果要作上升或者下降動(dòng)作,變頻器的運(yùn)行和對(duì)機(jī)械抱閘機(jī)構(gòu)的控制,這兩者之間的配合就顯得非常重要;配合不好,有可能出現(xiàn)變頻器報(bào)警(過載或者過流),也有可能出現(xiàn)重物溜鉤的現(xiàn)象。針對(duì)這種現(xiàn)象,偉創(chuàng)AC80起重機(jī)專用變頻器專門開發(fā)參數(shù)來(lái)方便調(diào)整。使用AC80變頻器多功能輸出端子就能夠很好的解決這個(gè)問題。
先設(shè)定變頻器輸出端子Y1或Y2為變頻器輸出頻率水平檢測(cè)信號(hào),將輸出頻率水平檢測(cè)設(shè)為2Hz,當(dāng)起重機(jī)開始工作在提升或下放時(shí)機(jī)械制動(dòng)必須在變頻器運(yùn)行在2Hz以上時(shí)才能打開。當(dāng)起重機(jī)工作在提升或下放時(shí)將要停止時(shí)機(jī)械制動(dòng)必須在變頻器運(yùn)行速度在2Hz以下時(shí)才能關(guān)閉。
根據(jù)起重機(jī)負(fù)載特點(diǎn)來(lái)說(shuō),在下放物體時(shí)候是發(fā)電狀態(tài),為了在下放物體的時(shí)候變頻器不產(chǎn)生過壓,必須將能量釋放掉,這樣就要求變頻器帶制動(dòng)單元,通過制動(dòng)電阻將能量消耗掉。
3、應(yīng)用范圍
偉創(chuàng)AC80起重機(jī)專用矢量變頻器,具有優(yōu)異的力矩控制性能,廣泛適用于岸邊集裝箱起重機(jī)(STS)、軌道式集裝箱龍門起重機(jī)(RMG)、輪胎式集裝箱龍門起重機(jī)(RTG)、門座式起重機(jī)、造船用龍門起重機(jī)、裝船機(jī)、卸船機(jī)、翻車機(jī)、堆取料機(jī)等各類港口機(jī)械,以及各類普通橋式、門式、塔式起重機(jī)和提梁機(jī)、架橋機(jī)等起重機(jī)械的起升、變幅、大車、小車、回轉(zhuǎn)、抓斗等機(jī)構(gòu)的交流無(wú)級(jí)調(diào)速。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過使用偉創(chuàng)變頻器,解決了舊的調(diào)速系統(tǒng)所存在的故障率高、線路復(fù)雜、不能平滑調(diào)速、維護(hù)量大等弊病,同時(shí)也簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工作,使電氣控制性能上了一個(gè)新臺(tái)階。其可靠性和先進(jìn)性是舊的調(diào)速系統(tǒng)所無(wú)法比擬的,并以其優(yōu)越的性能價(jià)格比受到了用戶的歡迎。
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