起重機電控系統的優化

摘 要：本文主要介紹了，定子調壓調速系統在冶金起重機上的應用，相對于傳統的繞線式電動機轉子串電阻調速系統，兩者的優缺點。

關鍵詞：冶金起重機；定子調壓調速；串電阻調速系統

近幾年來，隨著我國的重工業的發展，起重機在生產中也起到了主導作用。尤其是大型冶金起重機在生產中占得比重也是越來越大。眾所周知冶金起重機在吊運過程，起吊的是熾熱金屬或是高溫的液態金屬。在吊運中一旦起重機出現故障將導致上百噸的鋼水凝固，更有甚者會造成高爐停爐，整個生產線癱瘓得嚴重后果。在大型煉鋼廠，多數廠家都會在同一個跨上備用一臺大型起重機，以保證不時之需。然而在起重機運行故障中，除機械消耗磨損以外，大多數故障出現在電氣控制系統中。電氣控制系統有一部分采用了變頻調速系統或定子調壓調速系統或其他的高調速控制系統，但是絕大部分起重機電其控制系統仍然采用“繞線式電動機轉子串電阻調速系統”。

傳統的調速系統基本原理是在電動機轉子回路串入多段外接電阻，采用主令控制器（凸輪控制器）、繼電器（時間繼電器）-接觸器控制。比如小容量電動機多采用凸輪控制器配合電阻器進行調速，大容量電動機采用主令控制器，繼電器-接觸器控制轉子電阻器進行調速。

1 傳統的調速系統存在的問題

1.1 雖然傳統的轉子串電阻系統實現了調速功能，但由于是開環系統，使得傳動系統的機械特性很軟，調速范圍小，速度的穩定性和調速精度很差。

1.2 傳動系統的起動、制動過程對起重機的機械結構和電控設備沖擊大，嚴重影響了整個起重機的使用壽命、穩定性、可靠性。

1.3 由于系統的機械特性軟，速度的穩定性差，特別是沒有穩定的低速，因此操作人員頻繁的依靠反接制動來進行穩鉤或者負載定位，致使接觸器在大電流的情況下頻繁的分合，經常造成接觸器觸點燒毀或粘連。

1.4 系統保護措施不完善，繼電器-接觸器控制系統在故障的情況下可能導致溜鉤、電機損壞，電阻器燒毀等嚴重事故。

1.5 傳動系統的制動是在運行狀態下進行的，對制動器損壞很大，制動閘皮磨損嚴重，需要經常維護更換。

由于存在上述問題，所以傳統的調速系統電控設備內低壓電器元件（如接觸器等）及其他設備（如制動器等）損壞頻率高，維護工作量大，維護成本高。并且由于經常的停車維修，會使生產受到影響，尤其是在吊運液態金屬的過程中。綜上所述問題，都是采用傳統的轉子串電阻系。因此，如果要解決這些問題，只有采用其他高調速系統對起重機進行改造，比如采用定子調壓調速控制系統。定子調壓調速采用閉環控制系統，傳動系統的機械特性很硬，調速范圍大，速度的穩定性和調速精度很高；定子調壓調速系統的起動、制動過程平穩，對起重機的機械結構和電控設備沖擊小；由于定子調壓調速系統的機械特性硬，速度的穩定性硬，有穩定的低速，定位方便；有完善的系統保護措施，可避免溜鉤、電機損壞，電阻器燒毀等嚴重事故的發生；電磁制動器在低速時動作，其閘皮的磨損很小，使用壽命延長，保養時間和費用都得以減少。

2 采用定子調壓調速系統進行優化后的效果

2.1 電動機啟動、制動、加速、減速等過程更加平穩，定位更加準確，減少了沖擊。

2.2 故障率大為降低，維護工作量大為減少。用戶反映：多年以來，運行穩定、可靠；操作簡單靈活；生產率比以前大為提高。

2.3 安全性明顯提高。

2.4 系統維護方便。因為提供了完善、詳細的系統運行狀態信息和故障信息而使故障診斷變得十分容易，使維護工作簡單快捷。

2.5 不會出現溜鉤現象。

2.6 即便起重機在吊運液態金屬的過程中，控制系統出現問題，也可將操作系統切換至應急裝置，該裝置能保證起重機在無調速檔位的狀態下正常起降，保證液態金屬不至于凝固。

冶金起重機采用調壓調速系統，不僅能滿足起重機工藝要求，而且克服了傳統調速系統存在的問題。同時可以通過調壓調速控制器參數設置很多種保護功能，使系統保護更加完備。調壓調速系統的改造，一次性的成本投入是比較大的。但從降低使用維護成本、提高安全性等方面來看，也就是說綜合考慮性能、價格、經濟等因數，是可取的。

參考文獻

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