QZ 10T行车电控部分改造.doc

QZ10T桥式起重机电控系统改造方案 一、桥式起重机电控系统改造的必要性桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械。目前大量使用的桥式起重机的拖动系统大都采用交流绕线式电动机，转子回路内串入多段外接电阻调速，采用凸轮控制器、继电器、接触器控制。这种控制系统已沿用多年，其主要缺点是：1、电机串电阻属于能耗型转差调速，能耗大，机械特性差，调速范围小，平滑性差；2、继电器接触器控制系统在频繁切换的情况下，冲击电流大，触头烧损，电刷打火，电动机以及转子电阻烧损故障时有发生；3、由于是有级调速，在电阻切换时速度有突变，对减速箱、电动机，连轴器以及钢丝绳冲击大，影响使用寿命。同时起吊工件也有晃动和冲击，无法对精加工精确定位，无法满足起吊工件的平稳性要求，对于精加工大型工件，起吊时的冲击，工件有可能会产生变形，影响加工精度，同时影响加工时间。4、系统抱闸是在运行状态下进行的，闸皮磨损严重。综上所述，只有彻底改变原电控系统的调速方式，才能从根本上解决上述问题。随着电子技术的飞快发展，变频调速器的性能、可靠性都有了很大的提高，为起重机调速方式改造提供了有利条件。现国内外新生产的起重机大都采用变频调速控制系统，使起重机的工作性能有了根本性的提高。因此，起重机控制采用变频调速控制系统，是今后的发展趋势和方向。二、桥式起重机电控系统改造技术方案1、工作环境环境温度：-1040相对湿度：10%90%2、控制对象桥式起重机的传动部分包括行走部和起吊部，都列入改造范围。起吊部的主、副提升电机的控制改造为变频速度闭环调速控制系统，行走部改为变频速度开环调速控制系统。3、拖动参数（1） 主钩： 额定起重量 10T 电机功率 37KW（2） 副钩： 额定起重量 10T 电机功率 37KW（3） 大车： 电机功率 11KW（4） 小车： 电机功率 3.7KW4、控制系统工作原理1、控制系统组成本控制系统主要由安川变频器、制动电阻柜、手柄转速控制器、可编程逻辑控制器，部件功能分别说明如下：1）PLC控制电动机正、反转、调速等控制信号输入PLC，经PLC处理后，向变频器输出起停、调速等信号、使电动机按要求工作，是系统的核心。2）变频器本系统采用安川生产H1000系列提升机专用电源，为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的调速，安川变频器的交流调速装置分为H1000和A1000两种系列，H1000和A1000在硬件组成和结构上基本一样，区别在控制软件上；H1000是专门为起重机设计的，它有一个专门控制制动器的标准提升应用宏，用于位能性负载。它可以做到打开制动器时电机以零速保持着重物，然后根据装置内设定的加、减速曲线加速到给定值，解决了溜钩问题。A1000是为风机、水泵、平移机构等摩擦性负载而设计的，在起重机中，主要用于行走等平移机构。3）制动电阻电动机在下放重物时，电动机转子转速将超过电磁同步转速，电动机处于再生发电制动状态，拖动系统的动能反馈到直流电路中，使直流电压不断上升，对变频器构成危胁。因此必须将再生到直流电路里的能量消耗掉，使直流电压保持在允许范围内。制动电阻就是用消耗这部分能量的。2、控制系统工作原理本系统为起吊部分为速度开环控制系统。通过手柄转速控制器向PLC输出调节变频器的输出频率与输出相序，来控制拖动电机的转速及转向，使提升机卷扬速度按手柄转速控制器的给定速度运行，这样就使吊车在不同负载的情况下都能非常平稳提升下放工件。大小车的速度调节采用变频器开环控制。3、提升机重物下放时的制动问题变频器在降频过程中，电动机从电动状态自动进入发电状态，电动机由此获得制动转矩。减速越快，转动惯量越大，再生能量也越大。处理这部分再生能量可防止直流母线过电压，又可使电机获得制动转矩。本系统变频电源采用安川公司H1000系列提升机专用变频器，变频器内置制动斩波制动器。当下放重物时，制动斩波制动器工作，通过电阻释放重力势能。H1000是专门为起重机设计的，它有一个专门控制制动器的标准提升应用宏，用于位能性负载。它可以做到打开制动器时电机以零速保持着重物，然后根据装置内设定的加、减速曲线加速到给定值，解决了溜钩问题。重物低速下放时，由斩波制动器，加上吊车原有的电磁机械抱闸，可以很好地解决制动问题。4、变频调速系统的电磁兼容变频器整流和逆变电路中使用的是半导体开关器件，其输入输出的电压和电流中除了基波成分外还含有一定的高次谐波，这些高次谐波将给起重机上集成在一起的其它电气设备带来不同程度的影响，严重时会使这些电气设备不能正常工作，甚至误动作，这样会降低起重机整机的可靠性，危及设备和人身安全。为了抑制谐波和高频干扰，采取的主要措施：1）增加输入电抗器，改善高次谐波对电网的影响并可提高变频调速装置的三、桥式起重机电控系统改造后的性能特点1、性能特点1）采用变频调速，可实现平滑调速且效率极高，与原有调速方式比较，调速特性更加优越；2）系统仍采用凸轮控制器来控制频率的输出，调整电机转速，与原操作方式一致，操作人员可很快熟悉新设备的操作；3）采用安川变频器及专用H1000系列提升机应用宏，实现了变频器在零速时满转矩输出（最高可达额定转矩的200%）；4） 取消原全部调速电阻，节约大量能耗；5）系统采用性能优良的安川的H1000系列提升机专用变频器和优质外围低压电器，质量可靠，性能优良；6）系统实现软停软启，启动平滑。在整个启动过程中，电流被控制在150%以内；7）系统具有丰富的检测保扩护功能（如过压、欠压、过流、缺相、漏电等），改善了运行条件，提高了设备运行可靠性；8）系统运行平稳，制动时无冲击，由于对主梁无冲击产生，不会使主梁振动。9）由原系统有级调速改为无级调速，系统调速范围大，负载特性好，具有极高的速度控制精度，有利于吊装定位；2、系统主要技术参数：1）输入电源电压：380V10% 4863Hz2）额定输出电流 主钩：110A 副钩：110A3）输出频率：0.01300Hz4）电机控制方式 DTC(直接转矩控制)5）转矩响应时间 5ms6）速度控制精度：开环 电机滑差的10% 7）环境温度: -10408）相对湿度: 595%，不允许露凝四、设备的制造工艺标准1、起重机设计、制造、安装、调试、供货、验收依据的主要标准GB3811-83起重机设计规范GB6067-85起重机安全规范GB/T14405-93通用桥式起重机GB5905-86起重机试验规范和程序JB4315-86起重机电控设备GB12602-90起重机械超载安全保护装置GB5972-86起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范GB7592-87通用桥式起重机界限尺寸JB/T7688.1-95 冶金起重机技术条件通用要求ZBJ19010-88起重机减速机ZB/ZQ2007-90起重机电气制图Q/DQ109-92 起重机电气设备技术条件GBJ1497-85 电气装置安装工程施工及验收规范2、电气设备的布线工艺 柜内结构型式为框架式；布线采用板前接线、板前配线、板前维修方式，导线用线槽保护，接至端子排的电器元件上的导线端部配有冷压接头，并有与电路图一致的永久标志。 五、改造所需主要材料清单序号名称规格型号单位数量备注起升开闭电动机YZP-280S-10/37KW台大车电动机YZP-160L-6/11KW台小车电动机YZP-132M2-6/3.7KW台起升开闭变频器CIMR-HB4A0112台2安川电机大车变频器CIMRAB4A0072台1安川电机小车变频器CIMR-AB4A0018台1安川电机制动单元CDBR-4030台4安川电机制动电阻2KW-80欧姆个11上海断路器NM1-250/330个1正泰集团断路器NM1-225/330个2正泰集团断路器NM1-100/330个1正泰集团断路器DZ47-63/2P个6正泰集团断路器DZ47-63/1P个2正泰集团变压