橋式起重機的電氣配置與經濟運行

張海生

(唐山鋼鐵集團責任有限公司,河北唐山 063016)

橋式起重機的電氣配置與經濟運行

張海生

(唐山鋼鐵集團責任有限公司,河北唐山 063016)

針對唐鋼第二鋼軋廠鋼區二澆鋼跨90/20t液體天車電氣配置老化、故障多發、非經濟運行等狀況進行改造,使橋式起重機故障率大大降低,并實現了整車系統的優化經濟運行。

起重機 電氣配置 經濟運行

1 引言

唐鋼二鋼是老廠，尤其是起重機一直延續使用二十世紀80年代的電氣配置。雖然處理事故方便、快捷，但維修電工勞動強度大。同時，因起重機主、付起升及大、小車運行機構均為串電阻調速，沖擊電流大，不但影響機械傳動部件及電氣元件和電機的使用壽命，而且也非經濟運行。隨著電子技術的飛速發展，變頻調速、定子調壓調速、PLC等技術日趨成熟，使起重機系統可靠、經濟運行成為可能。

2 改造前起重機電氣配置

表1

表2

表3

因起重機電拖系統采用繞線式交流異步電機，轉子回路串接多段電阻調速，通過凸輪控制器、繼電器、接觸器控制。缺點：(1)大、小車、主、付起升機構采用變阻調速，運行性能差，而且電阻元件使用普通康銅材質，性脆易斷裂，故電阻燒損和斷裂故障時有發生，又電阻制成柵狀，高溫時易彎曲變形造成短路事故。(2)電機轉子串電阻調速屬能耗型轉差調速，能耗大，機械特性軟，調速范圍小，平滑性差。(3)由于現場環境中粉塵、有害氣體對電動機集電環、繼電器的腐蝕，再加上繼電器、接觸器控制系統切換頻繁，起動時，沖擊電流大，因此觸頭燒損、電刷冒火、電動機燒損故障時有發生，故障率高。(4)調速平滑性差，對減速機、連軸器、鋼絲繩的機械沖擊大，影響使用壽命。(5)系統抱閘是在運動狀態下進行的，對制動器損害很大，閘皮磨損嚴重。

3 改造后起重機電氣配置

主、付起升機構采用定子調壓調速，大、小車運行機構采用變頻調速，整車電氣系統通過西門子PLC控制。

(1)變頻調速；大、小車運行機構選用美恒公司MVCAN MHC系列變頻器，拖動方式：一拖二(見圖一)。

該款變頻器功能強大且易于使用，廣泛應用于各種起重機無需閉環控制的平移機構的專用變頻器，其高效的防護措施可保證變頻器在運行過程中有效抵御電網波動造成的干擾。

靜態速度誤差小于1%；低轉矩波動；對諧波的高抗干擾性；起動轉矩大于200%(取決于電機和變頻器的規格)；適用于多電機控制；易于使用面板。

(2)定子調壓調速；主、付起升采用數字化交流可控硅調速控制裝置，設備采用M H公司的T H Y R O M A T產品。工作原理：THYROMAT串接于電機定子回路。控制單元通過改變繞線電機每相背對背一組可控硅的觸發角來改變電機的定子電壓。電機的力矩與定子電壓的平方成正比(t∝V2)。電機的速度是通過轉子頻率的反饋來測定的。電機的方向轉換是通過外接的兩個換向接觸器，在控制單元的控制下，在零電流下切換方向，不會產生相間環流。

在系統操作運行以前，安全監控電路監測電機相位是否錯誤，是否有嚴重不平衡，低電壓等。在確認各項安全條件具備后才進入指令執行，開始控制機構動作。系統還具有電氣連鎖，以確保電源或相位故障之后，再次啟動系統時，主令必須在零位才能動作。

由于系統控制是沿斜波連續加速和減速的，所以對電機和機構齒輪箱等機械環節沖擊減到最小。系統控制給出三檔獨立的低速。選擇操作至額定滿速(全速)時，系統是沿斜波平穩加速至該滿速上。兩臺加速接觸器分別在50%速度(25HZ)和75%速度(12.5HZ)時動作以保證平穩加速。切換時電流被限制在滿載電流的兩倍左右。

4 控制系統

控制系統采用西門子PLC，減少了繁雜的電路，使事故率大大降低。

5 電氣系統改造前后狀況分析

二澆鋼跨兩部90/20t橋式起重機于2009年10月投運至今，僅1#90T天車主卷西減速機三軸傳動齒有點蝕(該主減于12年9月換下)，下面是幾組數據對比：

改造前后電器元件更換頻度(見表1)。改造前后機械件更換頻度(見表2)。改造前后故障率及節電率(見表3)。

6 結語

主、付起升機構采用定子調壓調速，大、小車運行機構采用變頻調速，整車電氣系統通過西門子PLC控制。經過幾年的運行，實踐表明：橋式起重機采用電氣高配，不僅使整車運維成本減低，同時，大大降低了事故對生產地影響。并且7%的節電率也使整車系統得以經濟、穩定運行。

張海生(1970—),男,河北玉田人,本科,畢業于河北科技大學,工程師,研究方向:節電管理。