行车起重机变频器方案

桥式起重机俗称行车，是工矿企业应用非常广泛的起重机械。

传统的桥式起重机为了提高起动转矩，采用绕线式异步电动机拖动，通过鼓形凸轮控制器的操作来改变其转子所串电阻调速。

随着新技术和控制设备的发展，现在人们普遍采用变频器作为变频调速电源，用笼形异步电动机取代原来的绕线异步电动机，用PLC作为控制装置进行无触点控制。

从而改善了调速性能，增加了系统的可靠性。

本文通过一个实例分析变频器和PLC在系统中的具体应用。

1、桥式起重机拖动系统1.1 桥式起重机的运行机构1）大车拖动系统拖动整台起重机顺着车间方向左右移动（以司机的坐向为参考）2）小车拖动系统拖动吊钩及重物顺着桥架作前后运动。

3）吊钩拖动系统拖动重物作吊起或放下的上下运动。

大型起重机（超过10t）有两个起升机构:主起升机构（主钩）和副起升机构（副钩）。

通常主钩与副钩不能同时起吊重物。

1.2 负荷特点桥式起重机的拖动系统负载都属于恒转矩性质，且其起升机构为位能性负载，当起升机构起吊重物下降或者快速减速运行时，电动机处于再生发电制动状态。

需要将电能通过反馈装置反送给电网或消耗在制动电阻上，以防直流处的泵升电压影响制动效果。

1.3 控制要求1）起升机构要求起动转矩大，起动运行平稳。

能够实现正反转运行且要有超载、限位、限流等多种保护。

2）起升机构在启停过程中易出现“溜钩”问题。

由于制动器从抱紧到松开，以及从松开到抱紧的动作过程需要时间（约0.65），而电动机转矩的产生或消失，是在通电或断电瞬间就立刻反应的。

因此，制动器和电动机在动作的配合上极易出现问题。

如电动机已经通电，而制动器尚未松开，将导致电动机的严重过载;反之，如电动机已经断电，而制动器尚未抱紧，则重物必将下滑，即出现溜钩现象。

因此要有相应的防止措施。

起升机构中要有机械制动器。

起重用变频器具有零速全转矩功能（又称零伺服功能，即零速时电动机仍能输出150%的额定转矩，使重物停在空中），但是若重物停在空中时出现电源瞬间停电等情况，就会有重物下滑的危险。

淮北市热电有限公司#1、#2行车变频改造方案编制：史拥军2013年3月8日淮北市热电有限公司#1行车变频器与PLC控制改造方案1 引言我公司#1行车是5T桥式抓斗行车，由操作台、运行机构和桥架组成的。

运行机构是由三个基本独立的拖动系统组成：1、大车拖动系统。

拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动（以操作者的坐向为准），大车的行走由2 台11kW绕线电机牵引。

2、小车拖动系统。

拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。

小车的行走由1台3.7kW的绕线电机牵引。

3、抓斗吊拖动系统。

拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合运动。

抓斗的升降绳和开闭绳各由1套卷扬机构操纵，卷扬机构的驱动电机为2台30kW绕线电机。

抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。

在抓斗的使用过程中存在以下问题：（1）由于采用转子串电阻的方法调速，机械振动大，行车不稳定，定位困难，抓斗摆动严重，容易造成机械设备的损坏。

转速随负荷变化，调速效果差，所串电阻因长期发热而使电能消耗较大，效率较低。

（2）抓斗的电机采用绕线电机，经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热，造成维护量大。

另外，操作员在抓斗定位时，经常打反车，使电机产生过载现象，影响电机的使用寿命。

（3）由于抓取搬运工作的距离较近，电机处于频繁启动及变速状态，控制电机的时间继电器和交流接触器处于频繁动作状态，电气元件容易损坏。

（4）在抓取原煤后提升时，难以保证升降绳与开闭绳均匀受力，严重影响钢丝绳的使用寿命。

交流变频器调速已广泛应用到许多领域，而PLC可以实现输入、输出信号的数字化，利用编程能实现多种功能，由二者配合构成的数字控制系统，可大大改善原有的控制系统的功能，也可以解决桥式抓斗故障率高的问题。

2#1行车变频加PLC控制改造预期评估：（1）采用变频器及PLC对#1行车改造。

控制系统由于省去了切换转子电阻的交流接触器、串联电阻等电气元件，电气控制线路大为简化。

行车启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少了负载波动，安全性大幅提高。

起重机用变频器的制动及功率要求1．变频器的选择(1)行走机构变频器的选择起重机的行走机构分大车机构（纵向）和小车机构（横向），两种机构一般采用多台电动机传动方案。

由于起重机行走机构的传动惯量较大，为了满足电动机起动时需有较大的加速转矩，因此起重机行走机构所需的电动机轴输出功率PM应由负载功率Pj和加速功率Pa组成，即PM≥Pj+Pa行走机构可以每台电动机配一台变频器，也可以所有的行走电动机共用一台变频器。

变频器可以选择通用的基本U/f控制变频器，开环控制。

当采用一台变频器驱动时，变频器容量选择应满足下式ICN≥knIM式中k-电流波形修正系数，取1.05~1.1；ICN-变频器额定输出电流(A)；IM-工频电源时单台电动机的额定电流(A)；n-一台变频器拖动的电动机数量。

当变频器采用“一拖多”控制时，变频器提供的电子热继电器保护功能无法实现对单台电动机的过载保护，因此在每台电动机回路中要串入带有热过载保护功能的低压断路器，以实现对单台电动机的过载保护，电动机故障信号取自低压断路器的辅助触点。

(2)提升变频器的选择变频器的容量必须大于负载所需求的输出，即式中K-过载系数，一般取值为1.33；PM-负载要求的电动机轴输出功率(kW)；η-电动机效率；cosφ-电动机的功率因数。

起升机构要求的起动转矩为1.3~1.6倍的额定转矩，考虑到需有125%的超载要求，其最大转矩需有1.6～2倍的额定转矩，以确保其安全使用。

对于拖动等额功率电动机的变频器来说，可提供长达60s、150%额定转矩的过载能力，因此过载系数k=2/1.5=1.33。

在变频器容量选定后，还应做电流验证，即ICN≥kIM式中k-电流波形修正系数，取1.05~1.1；ICN-变频器额定输出电流(A)；IM-工频电源时的电动机额定电流(A)。

为了提高提升变频器在低速传动时的动态特性和高转矩输出能力，要选用矢量控制变频器，并采用脉冲编码器组成速度闭环控制系统。

起重机变频参数设置起重机变频参数设置起重机变频器参数主副钩变频器参数A1-00:0 （语言选择：英语）A1-02:3 （控制模式选择：带PG的矢量控制）B1-01:0 （频率指令选择：数字式操作器）B1-03:1 （停止方法选择：自由运行停止）B1-05:3 （不足最低输出频率E1-09的动作选择：零速运行）B2-01:1 （零速值：1HZ）B2-04:1 （停止时直流制动时间：1S）C1-01:2 （加速时间1:2S）C1-02:2.5（减速时间1:2.5S）D1-01:00（频率指令1：00HZ O1-03设定）D1-02:15（频率指令2：15HZ 多段速指令1 ON）D1-03:25（频率指令3：25HZ 多段速指令2 ON）D1-04:30（频率指令4：30HZ 多段速指令1，2 ON）D1-05:40（频率指令5：40HZ 多段速指令3 ON）D1-06:50（频率指令6：50HZ 多段速指令1 ，3ON）F1-05: （编码器旋转方向）H1-01:3 （端子S3的功能选择：3 多段速指令1）H1-02:4 （端子S4的功能选择：4 多段速指令2）H1-03:5 （端子S5的功能选择：5 多段速指令3）H1-04:14（端子S6的功能选择：14 故障复位）H1-05:F （端子S7的功能选择：F 未使用）H1-06:F （端子S8的功能选择：F 未使用）H2-01:37（端子M1-M2的功能选择：37 运行中2）H3-05:1F（多功能模拟量输入端子A3功能选择：1F 不使用模拟量输入）H3-09:1F（多功能模拟量输入端子A2功能选择：1F 不使用模拟量输入）L3-04:0 （减速中防止失速功能选择：0 无效）L7-01~L7-04:250（正/反转侧电动状态转矩极限，正/反转侧再生状态转矩极限：250）L8-07:1（输出缺相保护选择：1 有效）大小车变频器参数B1-01:0 （频率指令选择：数字式操作器）B1-03:0 （停止方法选择：自由运行停止）C1-01:5 （加速时间1:5S）C1-02:5 （加速时间2:5S）D1-01:00（频率指令1：00HZ O1-03设定）D1-02:15（频率指令2：15HZ 多段速指令1 ON）D1-03:25（频率指令3：25HZ 多段速指令2 ON）D1-04:30（频率指令4：30HZ 多段速指令1，2 ON）D1-05:40（频率指令5：40HZ 多段速指令3 ON）。

行车控制变频调整控制方案
导语：行车是一种内部搬运设备，广泛应用于车间和仓库。

一般情况下行车由四个锥形电机驱动，前后运动两个电机，左右运动一个电机，货物上下运动一个电机。

一、行车设备介绍：
行车是一种内部搬运设备，广泛应用于车间和仓库。

一般情况下行车由四个锥形电机驱动，前后运动两个电机，左右运动一个电机，货物上下运动一个电机。

行车电机可以用工频方式，通过接触器直接起动、停车、正转、反转，但启动电流大，设备处于冲击工作状态，振动大，噪声大，影响设备使用寿命，需要定期更换接触器，而且搬运定位精度低。

行车电机用变频器驱动，主回路无触点控制、无极调速，起动电流小，无冲击，无振动，噪声小，起升、行走定位准确，生产效率高，维护费用低。

变频器自身保护功能齐全，如过流、过载、过压等都能及时报警及停止，减少了行车故障，提高了安全性能。

二、行车控制系统配置：
1、AD300开环矢量控制变频器一台，控制前后运动的两台相同规格电机，变频器容量是两台电机容量之和，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。

2、AD300开环矢量控制变频器一台，控制左右运动的电机，变频器容量和电机容量相同，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。

3、AD300开环矢量控制变频器一台，控制上下运动的一个电机，变频器容量比电机容量提高两个规格，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。

单梁起重机变频控制实施方案单梁起重机行车的电气传动系统由提升电机(主钩电机)、大、小车电机组成，分双梁和单梁，双梁行车一般均为交流绕线式电动机，采用转子串电阻的方法启动和调速。

单梁起重机都为起重专用锥形电动机。

由于振动大，操作频繁，冲击电流大，所以用接触器控制的电气系统中，接触器的触头因电机经常有冲击电流而烧坏。

造成维修量大，维修成本极高。

影响生产线停产损失更加不可估量。

所以改变频控制是必然的趋势。

下面就以河北刑台某铸造厂单梁行车为例进行分析：该铸造厂铸造车间行车起吊重量为5吨。

车间环境非常恶劣，有大量的工序需要行车起吊来完成，行车操作非常频繁，老的电气系统采用的是接触器控制，维修非常频繁，影响生产。

实施方案：主钩电机7.5KW，选用变频器型号为C320-4T0011G（矢量型，变频机构为满足行车主起升机构负重平稳运行，必须采用高力矩矢量型变频器。

）大车电机1.1KW两台，选用变频器型号为E380-4T0037G（通用型，一台变频器带两台电机。

）小车电机0.85KW，选用变频器型号为E380-4T0015G（通用型）由于锥形电机特殊的结构原理，电机一端是输出轴，另一端是由弹簧连接的刹车盘，电机在运行是由输入电压把弹簧弹出从而推动刹车盘伸出。

电机在停机时定子无电压输入弹簧没有磁场的作用下弹回带动刹车盘回原位，刹车盘与电机外壳接触磨擦产生制动使电机瞬间停机。

根据电机这一特性改用变频器控制时必需考虑以下几个方面问题（1）在电机起动时加速时间要快，加速过慢电机转子转动但由于低速时电压低磁通不够刹车盘打不开把电机轴承盖冲坏。

（2）下限频率尽量设高。

电机低于30HZ运行有可能打不开刹车盘把电机轴承盖冲坏。

（3）停机方式要设为自由停机方式，因为电机停机是靠刹车盘磨擦机械停车。

不需要用电气减速停车。

（4）行车运行是三维空间运行，变频器要安装在行车的主电源箱旁边的机架上，在运行程中机械振动大，所以在安装时要加防振垫以减少机械振动从而影响变频器使用性能。

单梁起重机变频改造方案变频改造是将传统的起重机电机变为可调速电机，通过改变电机的运行频率，实现对起重机的调速，并进一步提高起重机的性能。

具体的变频改造方案如下：1.选择变频器：选择适合的变频器是变频改造的关键。

要考虑起重机的工作环境、工作特点和负载情况，选择频率变化范围大、响应速度快的变频器。

2.安装变频器：将选定的变频器安装在起重机的电控箱中。

根据变频器的安装说明书，正确接线，确保安装牢固可靠。

3.调试参数：根据起重机的负载情况和工作要求，在变频器上设置合适的参数。

主要包括电机额定功率、额定转速、启动方式、保护参数等。

4.试运行和调试：在完成参数设置后，进行试运行和调试，检查起重机的正常运行和变频效果。

需要注意的是，起重机在变频运行时，应保持平稳、缓慢的启动和停止，避免对电机和负载产生冲击。

5.监测和维护：在变频改造完成后，需要定期检查和监测起重机的运行情况。

利用变频器的监测功能，可以实时监测电机的工作状态，及时发现问题并采取措施。

通过变频改造1.节能减排：变频器可以根据实际负载情况自动调节电机运行频率，避免了传统起重机在负载较轻时能耗高的问题，实现节能减排的效果。

2.调速精准：传统的单梁起重机通常只有一个或几个固定的运行速度，无法满足不同场合的需求。

通过变频改造，可以实现起重机的调速功能，使其适应不同负载和工作环境的需求。

3.运行平稳：传统起重机在启动和停止时容易产生冲击和震动，对负载和设备有一定的影响。

而变频改造后的起重机启动平稳，运行更加稳定，对负载和设备的影响较小。

4.噪音减少：传统起重机在启动和停止时会产生较大的噪音，对工作环境和操作人员的健康有一定的影响。

变频改造后的起重机启动和运行过程更加平稳，噪音减少。

综上所述，变频改造是提高单梁起重机性能的有效手段。

通过变频改造，不仅可以提高起重机的工作效率和稳定性，还可以降低能源消耗和噪音污染，符合工业节能和环保的要求。

变频调速装置在桥式起重机上的应用陈永军一、桥式起重机拖动的构成：桥式起重机俗称行车，是工矿企业中应用得十分广泛的一种起重机械。

其运行机构由三个基本独立的拖动系统组成：1、大车拖动系统：拖动整台起重机顺着车间作“横向”运动（以操作者的坐向为准）。

2、小车拖动系统：拖动吊钩及重物顺着桥架作“纵向”运动。

3、吊钩拖动系统：拖动重物作吊起或放下的上、下运动。

二、桥式起重机的负荷特点和对拖动系统的要求：1、负荷特点：各拖动系统的负载转距TL 都与“阻力”FL和回转半径RL的乘积成正比：TL =FLRL（１）在大车和小车拖动系统中，是摩擦力，而在吊钩拖动系统中，是被吊物和吊钩的重力。

由（１）式可知，负载转距ＴＬ的大小与转速无关，因而具有“恒转矩”的特点。

2、对拖动系统的要求：大车和小车对拖动系统的要求较一般，这里重点介绍对吊钩拖动系统的要求。

（1）在全调速范围内，电动机的有效转矩线应是恒转矩的；（2）起动时，除上述负载转矩TL外，还必须克服静摩擦力。

所以，拖动系统应有足够大的起动转矩；（3）重物下降时，除空钩和极轻负载外，在绝大多数情况下，都是依靠自身的重力而下降的。

为了克服重物因重力加速度而不断加速，电动机必须产生足够的制动转矩，使重物在所需转速下平稳下降。

（4）重物在空中停住的前后，不能发生“溜钩”。

三、普通拖动系统的主电路：普通拖动系统的主电路主要特点是：1、选用电动机：大多采用绕线转子异步电动机；2、调速方法：在电动机的转子回路内串入五段外接电阻（也有七段或更多的），由切阻接触器的状态来决定串入电阻的多少，从而调整电动机的转速高低；3、制动方法：采用电磁制动器进行机械制动。

四、变频调速主拖动系统：1、电动机选型：（1）大车与小车用电动机可选用普通的笼型转子异步电动机；（2）吊钩用电动机由于要求较高，应选用变频专用的笼型转子异步电动机。

2、调速方法：采用具有矢量控制功能的变频调速系统。

转速可以分档，也可以不分档。

变频器在桥式起重机中的应用和改造方案?1 方案概述桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械，我厂高炉车间16/3.2吨桥式起重机，使用频繁，环境恶劣，高温、金属粉尘过多。

桥式起重机电力拖动系统多采用绕线式交流异步电机，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。

这种控制系统主要缺点是:1）大车、小车、吊钩主升降、付起升；拖动运行系统采用变阻调速，运行性能差，而且电阻元件使用普通康铜材质，性脆易断裂，故电阻烧损和断裂故障时有发生，又制成栅状，高温时易弯曲变形造成短路事故，电缆燃烧和损坏。

2）电机转子串电阻调速属能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速范围小，平滑性差。

3）由于现场环境中的金属粉尘、有害气体对电动机集电环、继电器的腐蚀与短路，再加上继电器、接触器控制系统切换频繁，起动时，冲击电流大，因此触头烧损、电刷冒火、电动机烧损故障时有发生，故障率高。

4）调速平滑性差，对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，影响使用寿命。

5）系统抱闸是在运动状态下进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重而引起的安全隐患。

随着电力电子技术的飞快发展和软件技术的成熟，变频器的性能和可靠性都有了很大的提高。

因此，在桥式起重机上应用变频调速技术，可实现桥式起重机的升降，小车和大车机构的无级调速，从而极大地提高了系统运行的安全性和精确性。

2 变频调速改造方案对担负我厂（16/3.2t 桥式起重机）的大、小车电力拖动系统，吊钩升降、电力拖动系统进行变频调速技术改造，以改善其操作性能、降低故障率能耗率。

桥式起重机的电气传动系统工作原理如下。

2.1 变频调速改造方案设计16/3.2吨桥式起重机的电气传动系统为：大车电动机2 台，额定功率2×7.5 kW；小车电动机1 台，额定功率4 KW ；主起升电动机1台，额定功率37kW；付起升电动机1台，额定功率15KW；改造的具体设计方案是:1）电动机采用原有的，即大车的绕线式异步电动机，其他的绕线式异步电动机保持不变。

变频器在桥式起重机中的应用和改造方案随着工业自动化水平的不断提高，传统的电机驱动方式已经不能满足现代企业对于生产效率、节能环保等方面的要求。

因此，越来越多的企业开始将变频器引入到生产设备中，以提高设备的性能和节能效果。

在桥式起重机中，变频器作为一种关键的驱动控制设备，被广泛应用于实现精确的速度控制、节能和提高起重机的性能。

一、变频器在桥式起重机中的应用1.速度控制：桥式起重机在工业生产中通常需要进行吊运、定位等作业，因此对于起重机的速度要求较高。

通过变频器可以实现灵活的速度调节，满足不同的作业需求。

而且变频器具有快速响应、精确控制的特点，可以有效提高桥式起重机的运行效率和作业质量。

2.负载调节：在起重作业中，由于物体的重量和形状不同，会导致起重机的负载发生变化。

通过变频器可以实现对负载的实时监测和调节，保证起重机在任何情况下都能稳定运行，避免负载过大或过小造成的安全隐患。

3.节能环保：传统的桥式起重机由于采用恒速电机驱动，会存在能耗大、噪音大等问题。

而通过变频器可以实现对电机的频率和转速进行精确控制，使电机始终工作在最佳工作状态，有效节约能耗，降低运行噪音，实现节能环保的目的。

4.故障诊断：变频器具有自诊功能，可以实时监测电机的运行状态和参数，并通过报警功能提示操作人员发现故障，及时进行维修，提高起重机的可靠性和安全性。

二、变频器在桥式起重机中的改造方案1.替换传统电机：将桥式起重机原有的恒速电机替换为变频器驱动电机，可以实现对电机速度的精确控制，提高起重机的性能和效率。

2.安装负载传感器：在桥式起重机上安装负载传感器，与变频器连接，可以实时监测起重机的负载情况，通过变频器调节电机的转矩，保证起重机在任何负载下都能平稳稳定运行。

3.联动控制：将多台桥式起重机通过变频器进行联动控制，可以实现多台起重机协同作业，提高生产效率。

4.故障诊断系统：通过与变频器连接的故障诊断系统，可以实时监测起重机的运行状态和参数，及时发现故障并采取措施，避免因故障造成的生产延误。

起重机应用的变频器选型方法在起重机控制系统的设计中，变频器、制动单元、制动电阻的选型是一个比较重要的课题。

选小了不够用，选大了不但增加成本，还可能降低性能。

起重变频器的简单估算： 最简单的变频器选择方法，也是目前最流行的选择方法是根据电动机的功率估算。

我们经常会听到这样的问题：在这个应用中我变频器功率应该比电动机放大1档还是2档？实际上，变频器是根据额定电流，而不是根据额定功率来标定的。

变频器样本上的功率只是常规应用时的参考值。

同功率起重电机的电流一般会大于标准电机，起重机常用的8-10极电机的电流一般也大于常规的4极电机。

因此，根据功率选择变频器往往会偏小。

我们应该根据电动机的额定电流，而不是额定功率，来估算变频器容量。

最简单的起重变频器选型估算原则是： 变频器的容量应保证电动机能够在2倍额定电流下运行1分钟 即： 变频器额定电流〉电动机额定电流*1.33 这个估算是非常粗略的。

因为我们没有考虑电动机的选择依据。

不同的起重机厂或设计院的起重电机选择标准大不一样。

同一家起重机厂或设计院在不同的起重机项目中的起重电机选择标准也可能不一样。

偶尔还会出现计算错误的情况。

电动机的过载能力很大，电动机选小后果往往由变频器承担（过流跳闸）。

电动机的价格较低，电动机选大的后果也往往由变频器承担（控制系统成本过高）。

尽管如此，以上估算在70%的应用场合还是基本正确的。

在另外30%应用场合，典型的实例是我们曾经选用过比电动机功率小1档的变频器和比电动机功率大1倍的变频器。

起重制动单元和制动电阻的简单估算： 电动运行时，机械功率=电动功率*机械效率 制动运行时，制动功率=机械功率*机械效率 所以： 制动功率=电动功率*机械效率*机械效率 这也就是估算制动单元和制动电阻功率的最简单的方法。

在实际选用时注意留有10-15%的安全系数。

需要特别指出的是，制动单元和制动电阻的允许功率与电流持续时间、电流持续率有非常大的关系。

关于32/10吨行车大修改造方案及建议我公司二号车间（212001）、三号车间（212002）二台32/10吨桥式起重机配置如下：桥式起重机拖动系统采用绕线式交流异步电机，其中大车电机2 台，小车电机1 台，主起升电机1 台，副起升电机1台，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，这种控制系统主要缺点如下：（1）电机转子串电阻调速属能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速范围小，平滑性差。

由于一直处于高暂载率，因此采用扩大电机功率的办法，直接的全速启动，对齿轮箱冲击大，使齿轮箱经常冲坏，而许多的电阻箱，频敏变阻器造成行车空间十分拥挤，电机的空载损耗大浪费能源。

（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，触头容易烧损、电刷经常冒火、电动机以及转子所串电阻烧损和断裂故障时有发生，故障率高。

经常处于启动变速，方向改变，采用数只交流接触器切换，运行时噪声大，触头易磨损，可靠性差，烧坏接触器相当多，线圈耗电大。

（3）调速平滑性差，对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，影响使用寿命。

（4）系统抱闸是在运动状态下强制进行的，对制动器损害很大，闸皮磨损严重，调整间隙发生变动时闸皮会发热起火。

由于车间工作环境恶劣、粉尘和有害气体对电机滑环、碳刷及接触器损坏较大，加上生产任务重，操作程序难以保证，冲击电流大，触头消蚀严重，碳刷冒火，电机及转子绕组所串电阻烧损、断裂故障时有发生，平均每月发生较大的故障3次以上,对生产影响较大，转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时，转速也变化，调速效果差，所串电阻长期发热，电能浪费大，效率低，因此要从根本上解决桥式起重机故障率高的问题，我们建议采用PLC 作为主控制装置，采用变频器进行调速。

1. 行车采用变频调速新技术的优点（1）消除了电机的薄弱环节变频系统与常规电气控制方案相比, 省去了电动机转子侧的大功率电阻、加速接触器和电动机正反转交流接触器,降低维护量90%以上，延长电机寿命。

变频器在桥式起重机上的应用实例上海市黄渡起重机械厂技术科沈国良桥式起重机俗称行车，是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械，其运行机构的三个基本独立的拖动系统形成，大车拖动系统，小车拖动系统，吊钩拖动系统组成，行车对小车和大车的拖动要求一般，变频器的普通功能即可实现，这里不在详述，下面着重介绍如何解决生产过程中主副钩力矩的配合问题。

一、问题的提出我公司为上海航空发动机厂制造的QD型30/5t * 22.5m抓斗式吊车为该类起重设备，运转率高，操作频繁，又因其为典型的继电器，接触器控制模式，经常出现接触器触点烧损，引起电机缺相，烧坏电机，加上碳刷的频繁更换，滑环的磨损等都大大增加了维护量和生产成本。

同时也多次因吊机的故障导致主机停车，严重影响了该公司的正常生产，为扭转被动局面，优化设备配置，我公司决定对该吊车进行变频改造。

二、改造中需要解决的几个问题1、起动时，电机除克服负载转矩外，还必须克服静摩擦力，拖动系统应有足够大的力矩。

2、吊车下降时，系统要克服重物因重力加速度而不断加速造成“飞车”事故。

3、重物在空中停留前后，不能出现“溜钩”现象。

4、频繁正反转要求制动可靠，制动时间尽可能短，以便于提高工作效率。

三、变频器调速系统的特性，有以下几点：1、起动转矩大，可达200%，抗冲击能力强，适合频繁正反转起动。

2、采取闭环矢量控制功能的变频调速系统，多段速度控制方式能够满足吊车运行要求，软件功能强大，提供各类工程流程所需的应用宏。

3、各项保护功能完善，具有过压保护、过流保护、欠压保护、接地故障保护、输入输出缺相保护、变频器过热保护、电动机过载保护、失速保护、电动机欠载保护以及+24V和+IOV参考电压短路保护等多项保护。

4、带有FCDRIVE微机调试工具，变频器配有RS232标准接口，便于外部通讯和远程诊断，以及各类应用宏程序的下载安装。

5、具有动态制动的特点，可采用外部连接制动电阻或使用内部制动电阻的制动断续器，有效控制、改变电动机运行状态。

淮北市热电有限公司#1、#2行车变频改造方案编制：史拥军2013年3月8日淮北市热电有限公司#1行车变频器与PLC控制改造方案1 引言我公司#1行车是5T桥式抓斗行车，由操作台、运行机构和桥架组成的。

运行机构是由三个基本独立的拖动系统组成：1、大车拖动系统。

拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动（以操作者的坐向为准），大车的行走由2 台11kW绕线电机牵引。

2、小车拖动系统。

拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。

小车的行走由1台3.7kW的绕线电机牵引。

3、抓斗吊拖动系统。

拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合运动。

抓斗的升降绳和开闭绳各由1套卷扬机构操纵，卷扬机构的驱动电机为2台30kW绕线电机。

抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。

在抓斗的使用过程中存在以下问题：（1）由于采用转子串电阻的方法调速，机械振动大，行车不稳定，定位困难，抓斗摆动严重，容易造成机械设备的损坏。

转速随负荷变化，调速效果差，所串电阻因长期发热而使电能消耗较大，效率较低。

（2）抓斗的电机采用绕线电机，经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热，造成维护量大。

另外，操作员在抓斗定位时，经常打反车，使电机产生过载现象，影响电机的使用寿命。

（3）由于抓取搬运工作的距离较近，电机处于频繁启动及变速状态，控制电机的时间继电器和交流接触器处于频繁动作状态，电气元件容易损坏。

（4）在抓取原煤后提升时，难以保证升降绳与开闭绳均匀受力，严重影响钢丝绳的使用寿命。

交流变频器调速已广泛应用到许多领域，而PLC可以实现输入、输出信号的数字化，利用编程能实现多种功能，由二者配合构成的数字控制系统，可大大改善原有的控制系统的功能，也可以解决桥式抓斗故障率高的问题。

2#1行车变频加PLC控制改造预期评估：（1）采用变频器及PLC对#1行车改造。

控制系统由于省去了切换转子电阻的交流接触器、串联电阻等电气元件，电气控制线路大为简化。

行车启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少了负载波动，安全性大幅提高。

起重机专用变频器方案说明 深圳市蓝海华腾技术有限公司1.企业简介深圳市蓝海华腾技术有限公司是一家拥有完全自主知识产权，专业致力于变频器、伺服驱动器、电动汽车控制器、逆变器等电力电子产品的研发、制造、销售和服务的“国家级高新技术企业”和“双软企业”。

曾荣获变频器行业协会“技术创新”奖、中国电工协会“最具竞争力自主品牌”奖、全国公交系统混合动力汽车比武大赛的冠军奖等奖项，被评为中国变频器十佳企业之一。

深圳市蓝海华腾技术有限公司机器在起重应用场合具有丰富的经验和案例，成功应用于港口、船舶、海洋工程、矿山、建筑、冶金、工厂等各种行业的起重机械。

2.方案内容本方案提供三台蓝海华腾生产的起升专用变频器，控制起升电机、大车、小车，满足行车的起升和大小车运行机构的高控制性能要求和满足用户操作的实际功能要求，并可以根据现场的实际需求，各个机构的功能需求和运行特点，将变频器的I/O端子和参数均可编程，方便用户使用。

3.方案需求描述a)根据行车的手柄操纵装置功能需求，实现正确的操作行车的各项功能。

地面手柄操纵装置上配备有“急停开关”、“起动按钮ON”、“停止按钮OFF”、“故障复位按钮”；电动葫芦：“上升按钮”、“下降按钮”；小车：“向左按钮”、“向右按钮”；大车：“向前按钮”、“向后按钮”；b)起升电机为可为锥形电机也可以为普通异步电机，锥形电机带有自动刹车装置，在切断电源时，依靠转子上压力弹簧产生摩擦力矩制动可使电机在短时间内停止转动。

因此控制起升电机的变频器无需专门的制动器控制逻辑，但是需要强大快速的起升力矩和过载能力，才能够正常启动电机，并顺利将重物的正常提升而不下溜；在减速停车过程中，减速停车后配备直流制动，可以实现平稳的减速停车，机械冲击小。

对于普通异步电机，则可需要稳定可靠的制动器控制逻辑，蓝海华腾起升专用变频器具备专业的起重机功能，具备完善可靠的制动器控制时序，确保松开制动器和闭合制动器的时候重物不会发生下溜的现象。