黃宏龍

摘要:文章介紹變頻器在橋式起動(dòng)機(jī)改造中的應(yīng)用,重點(diǎn)講述橋式起動(dòng)機(jī)改造中如何根據(jù)負(fù)載性質(zhì)選擇變頻器,線路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題以及變頻器中一些相關(guān)參數(shù)的設(shè)定,力求使設(shè)計(jì)簡單、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、操作方便。

關(guān)鍵詞:橋式起動(dòng)機(jī);變頻器;改造

中圖分類號(hào):U260.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)10-0153-01

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工廠、倉庫、料場等不同場合廣泛采用橋式起重機(jī)吊運(yùn)貨物,有些企業(yè)因?yàn)楣に嚨男枰?需要調(diào)節(jié)被吊物品的上升、下降、前后移動(dòng)的速度。往往采用變速箱,繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻或者采用變極電機(jī)進(jìn)行調(diào)速,但這些調(diào)速機(jī)構(gòu)各存在自身的缺點(diǎn)。變速箱調(diào)速機(jī)構(gòu)龐大,并且不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)速;轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻調(diào)速存在啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小,效率低,由于工作環(huán)境差,粉塵和有害氣體對(duì)電機(jī)的集電環(huán)、電刷和接觸器腐蝕性大,電刷容易磨損,加上頻繁運(yùn)行,實(shí)際過載率高,由于沖擊電流偏大,容易造成電動(dòng)機(jī)觸頭燒損、電刷冒火、電動(dòng)機(jī)及轉(zhuǎn)子所串電阻燒損和斷裂等故障;電機(jī)變極調(diào)速不能實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速,調(diào)速范圍受到限制。而變頻技術(shù)近幾年來得到迅速的發(fā)展,功能越來越多、性能越來越先進(jìn)、價(jià)格越來越低。變頻器不單體積小、改造簡單、能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速及遠(yuǎn)程調(diào)速,而且還起到節(jié)能的作用。

1橋式起動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速改造

熱鍍鋅廠為了控制熱鍍件鍍層的厚度以及熱鍍層的質(zhì)量,控制生產(chǎn)成本,通常在鍍件放入和吊出高溫熔化的鋅池需要控制其速度。速度太快或者太慢都會(huì)影響熱度件的成品率及鍍層的厚度,同時(shí)因加工工件較重、慣性大;為了確保人員及生產(chǎn)的安全,起動(dòng)機(jī)吊有重物時(shí)前后移動(dòng)的速度也不能太快,速度應(yīng)該可控。為了實(shí)現(xiàn)速度連續(xù)可調(diào),橋式起動(dòng)機(jī)采用變頻技術(shù)改造收到了良好的效果。

該橋式起動(dòng)機(jī)左右移動(dòng)電機(jī)功率為1.5kW;升降電機(jī)有兩臺(tái),其中快升快降電機(jī)功率為5.5kW,慢升慢降電機(jī)功率為2.2kW,最大起吊重量5T;前后移動(dòng)電機(jī)共兩臺(tái),功率都為2.2kW,所有電機(jī)都帶有機(jī)械變速機(jī)構(gòu)。改造中保留原有的機(jī)械變速機(jī)構(gòu),增加升降和前后移動(dòng)電機(jī)變頻調(diào)速控制。考慮變頻器發(fā)生故障時(shí)橋式起動(dòng)機(jī)仍能運(yùn)行,保留原來工頻運(yùn)行控制線路,即起動(dòng)機(jī)既能工頻運(yùn)行又能變頻運(yùn)行。

變頻器選型:由于升降電機(jī)起吊貨物帶有沖擊性,升降操作頻繁,沖擊電流較大,并且啟動(dòng)力矩要求足夠大。所以控制升降電機(jī)的變頻器采用帶有矢量控制的愛默生EV3000系列變頻器,輸出功率比電機(jī)輸入功率大一級(jí),規(guī)格為380V/7.5kW。前后移動(dòng)電機(jī)因?yàn)槠潋?qū)動(dòng)裝置只做前后平移,啟動(dòng)力矩及沖擊力矩不大,可以采用愛默生通用變頻EV2000系列,規(guī)格為380V/5.5kW,功率與電機(jī)大小一致就可以。

變頻器安裝,接線,參數(shù)設(shè)定注意事項(xiàng):

①變頻器應(yīng)垂直安裝,留有通風(fēng)空間,側(cè)面間隔要大于100mm,上下間隔要大于150mm。變頻器功率越大,通風(fēng)散熱空間應(yīng)越大。并控制環(huán)境溫度不超過40℃,需要時(shí)應(yīng)加裝排氣扇。

②用變頻器控制普通三相交流異步電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí),電機(jī)的溫升及噪聲會(huì)比直接用市電(工頻50Hz)時(shí)高;長期在低速(運(yùn)行頻率<30Hz)重載運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),因電機(jī)風(fēng)葉轉(zhuǎn)速低,應(yīng)注意通風(fēng)冷卻,適當(dāng)減低負(fù)載或者使用變頻電機(jī),以免電機(jī)溫升超過允許值而燒毀電機(jī)。

③嚴(yán)禁將電源輸入線直接接到變頻器的輸出端子(UVW),否則可能會(huì)引起輸出模塊及控制模塊的損壞。

④變頻器裝置應(yīng)可靠接地,接地線應(yīng)采用直徑3.5mm2以上的銅芯線,且接地電阻要小于10Ω。以抑制射頻對(duì)周圍設(shè)備的干擾,防止變頻器因漏電而引起電擊,危及人身的安全。

⑤連接控制端子的電纜應(yīng)采用多芯屏蔽電纜或絞合線。電纜屏蔽層應(yīng)連接到變頻器的接地端子PE,且只能單端接地,布線時(shí)控制電纜應(yīng)遠(yuǎn)離主電路和強(qiáng)電電路,并且不能與之平行放置,避免電磁感應(yīng)造成變頻器誤動(dòng)作。

電氣改造:原來控制橫梁前后移動(dòng)的電機(jī)只有工頻運(yùn)行,現(xiàn)在改為變頻和工頻兩個(gè)速度運(yùn)行,升降電機(jī)原來由工頻運(yùn)行的兩臺(tái)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)快速升降和慢速升降兩個(gè)固定的速度,現(xiàn)增加一檔變頻控制的中速檔。合共三檔速度?？刂茩M梁前后移動(dòng)的電機(jī)1YD和2YD其二次控制部分工頻和變頻運(yùn)行接觸器線圈11KM和12KM在電氣線路方面要采取觸點(diǎn)互鎖并帶機(jī)械互鎖,控制貨物快升快降的電機(jī)SKYD其二次控制部分工頻和變頻運(yùn)行接觸器9KM和10KM在電氣線路方面也要采取觸點(diǎn)互鎖并帶機(jī)械互鎖。而控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器只在電氣方面實(shí)現(xiàn)互鎖就可以,下面講述控制電路的工作原理。

①分別壓下SB3,SB4按鈕可使電機(jī)3YD正傳和反轉(zhuǎn),從而使被吊貨物左右移動(dòng),松開按鈕則左右移動(dòng)停止?？刂齐姍C(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器線圈3KM,4KM在注意要在電氣線路上進(jìn)行觸點(diǎn)互鎖。

②分別按下按鈕SB1,SB2可實(shí)現(xiàn)橋式起動(dòng)機(jī)快速前進(jìn)和后退。分別按下按鈕SB11,SB12可通過變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)橋式起動(dòng)機(jī)慢速前進(jìn)和后退,松開按鈕電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。按下SB11,時(shí)間繼電器KT1得電,其失電延時(shí)常開觸點(diǎn)KT1接通12KM接觸器,另一常開觸點(diǎn)KT1接通變頻器的正轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)FWD,使電機(jī)正轉(zhuǎn)慢速運(yùn)行,這時(shí)橫梁在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下按變頻器設(shè)定速度慢速前進(jìn),松開SB11停止前進(jìn)。同理按下SB12,時(shí)間繼電器KT2得電,其失電延時(shí)常開觸點(diǎn)KT2接通12KM接觸器,另一常開觸點(diǎn)KT2接通變頻器的正轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)REV,使電機(jī)反轉(zhuǎn)慢速運(yùn)行,這時(shí)橫梁在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下按變頻器設(shè)定速度慢速后退,松開SB12停止后退。KT1,KT2線圈采用觸點(diǎn)互鎖。因控制橫梁前后移動(dòng)的電機(jī)其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沒有帶剎車裝置,所以該變頻器增加一套能耗制動(dòng)裝置,以減少剎車時(shí)間?？刂魄斑M(jìn)后退的變頻器其輸出接觸器接通后要延時(shí)斷開,使電機(jī)停止時(shí)的反電勢能量通過變頻器的剎車電阻釋放。

③按下SB5,接觸器5KM得電,快速升降電機(jī)SKD運(yùn)行于工頻狀態(tài),被吊貨物快速上升,松開SB5停止上升;同樣按下SB6,接觸器6KM得電,快速升降電機(jī)SKD運(yùn)行于工頻狀態(tài),被吊貨物快速下降,松開SB6停止下降。而按下SB7,接觸器7KM得電,慢速升降電機(jī)SMD運(yùn)行于工頻狀態(tài),被吊貨物慢速上升,松開SB7停止上升;同樣按下SB8,接觸器8KM得電,慢速升降電機(jī)SMD運(yùn)行于工頻狀態(tài),被吊貨物慢速下降,松開SB8停止下降。同樣按下SB9,微型繼電器KA1得電,其一對(duì)常開觸點(diǎn)接通5KM接觸器,另一對(duì)常開觸KA1接通10KM接觸器使其得電吸合,同時(shí)10KM常閉觸點(diǎn)斷開9KM,10KM的常開觸點(diǎn)閉合使變頻器運(yùn)行輸出,這時(shí)快速升降電機(jī)轉(zhuǎn)為變頻調(diào)速運(yùn)行,電機(jī)按設(shè)定速度上升,松開按鈕電機(jī)停止上升。同樣按下SB10,微型繼電器KA2得電,其一對(duì)常開觸點(diǎn)接通6KM接觸器,另一對(duì)常開觸點(diǎn)接通10KM接觸器使其得電吸合,同時(shí)10KM常閉觸點(diǎn)斷開9KM,10KM的常開觸點(diǎn)閉合使變頻器運(yùn)行輸出,這時(shí)快速升降電機(jī)轉(zhuǎn)為變頻調(diào)速運(yùn)行,電機(jī)按設(shè)定速度下降,松開按鈕電機(jī)停止下降?？紤]升降機(jī)構(gòu)要根據(jù)生產(chǎn)工藝經(jīng)常調(diào)整其上升和下降速度,故增加變頻調(diào)速電位器R2,調(diào)節(jié)U2變頻器的外接電位器R1可改變電機(jī)的運(yùn)行速度。因升降電機(jī)內(nèi)部帶有剎車機(jī)構(gòu),所以變頻器不再外加能耗制動(dòng)裝置。

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