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调压调速技术在冶金起重机上的应用孙承永 王传宾 济钢集团中厚板厂的32/10t加热炉上料起重机原来采用传统的继电器电控系统,主起升机构采用单相反接制动控制方式,副起升机构、大车运行机构及小车运行机构采用凸轮控制器切除电动机转子回路外接电阻的控制方式。
由于环境温度高(最高达70℃)、工作频繁,凸轮控制器的触点每3、4天就需更换一次,接触器和继电器也经常损坏,严重影响生产。
一、改造方案随着自动化技术的飞速发展,变频调速和定子调压调速技术已日臻完美,针对起重机控制也有专门的产品。
定子调压调速性能虽然不如变频调速好但价格低,完全能够满足加热炉上料的要求,因此决定采用定子调压调速控制系统取代传统的继电器控制系统。
综合考虑技术性能、维护、价格等各方面的因素,选用温州久久电器有限公司生产的QY2智能起重机调压调速控制器。
QY2智能起重机调压调速控制器全中文显示,全数字控制,调试方便;控制单元密封、耐高温(可达60℃);启动时提前建立电机力矩,制动和高速挡回低速挡时,恰当利用反接力矩平稳减速以防溜钩;具有自诊断功能,并保存故障记录,便于维护;采用转子频率反馈实现闭环控制,简单可靠、运行平稳;先电制动后机械制动,减小制动器的摩擦;利用电动机在零电流时换向延长接触器的寿命;晶闸管单元与控制单元采用接插件连接,便于维修。
二、系统设计在调压调速控制系统中,控制器的晶闸管串接在异步电动机的定子回路中,电动机的转子回路串接适当的电阻器。
电机的转矩与定子电压平方成正比,通过调节三相反并联晶闸管导通角来改变电机的定子电压,达到电机调速的目的。
电机转速由人工通过主令控制器(四挡)控制,由转子频率反馈实现闭环控制,电机运转方向通过两只交流接触器的切换实现。
起升机构与平移机构的负载性质不同,按照负载转矩与电动机旋转方向的关系分为位能负载和阻性负载,起重机起升机构的负载为位能负载,平移机构的负载为阻性负载,因此起升与平移机构的电气控制系统也有所不同。
PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用摘要:本文介绍了PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用,相对于传统的接触器控制,具有运行稳定、故障率低、维护方便等优点。
关键词:PLC 变频器定子调压装置行车2005年,首钢长治钢铁有限公司炼钢厂建设6#转炉时,配套安装的两部125/40T行车和一部140/40T行车均采用了传统的接触器电气控制,即用主令控制器+继电器+接触器控制交流绕线电机,通过切除绕线电机转子侧电阻来控制速度,经过几年的应用,发现该控制方式存在电气设备多、线路多、接触器主触点及辅助触点更换频繁、日常检修时间长等等缺陷。
因此,2008年及2010年7#、8#转炉工程中,配套安装的三部125/40T行车和一部140/40T行车,改变了传统的电气控制模式,采用PLC集中控制,起升机构采用定子调压装置和转子切电阻,平移机构采用变频器控制,通过实践证明,该控制方式大大降低了故障率,节约了日常维护检修时间,为生产的顺利进行提供了保障。
1 传统的控制方式及其利弊1.1 传统的控制方式传统的控制方式采用主令控制器控制继电器,然后由继电器来控制接触器的方式来进行控制,通过正、负两接触器的电气互锁来控制绕线电机的转向;通过对交流绕线电机转子串电阻的方式进行调节转速。
该控制方式在行车上的应用已经有了几十年的历史,但存在电气设备多、线路多、接触器主触点及辅助触点更换频繁、日常检修时间长等等缺陷。
1.2 传统的控制方式存在的问题(1)传统的控制方式采用交流绕线电机转子串电阻的方式来进行调节转速,由于其为开环控制,控制精度及其速度稳定性差。
(2)传统的控制方式没有稳定的低速,操作人员只有通过反接制动(俗称“打倒车”)来稳钩,使得主回路接触器在大电流的情况下,频繁分合闸,导致主触点烧损或粘连,减少其使用寿命,造成故障或定期更换,导致浪费。
(3)传统的控制方式起动及其制动过程中,由于速度突变,对行车的机械系统及其电气系统造成很大冲击,严重影响了整个行车的使用寿命。
定子调压调速技术在起重机起升系统中的应用作者：温海山来源：《中国科技纵横》2016年第07期【摘要】近几年，在三相异步电动机的调速和转矩控制上取得了长足发展，人们对电动机的调速方法进行了大量的研究。
本文主要介绍了三相异步电机调速的基本方法，重点分析对比了转子串电阻调速和晶闸管定子调压调速的基本原理和两种调速方法的各自特点。
并具体分析了起重机起升系统调压调速功能的技术方案。
【关键词】定子调压调速机械特性串电阻晶闸管随着大功率和高开关频率的半导体器件的开发研制成功，以及现代数字技术的普及应用，对电机的驱动控制提供了新的方法。
桥式起重机电机调速控制普便应用三相绕线式电动机转子串电阻调速方式，在近几年定子调压调速技术在起重机上得到了广泛的应用。
下面介绍一下晶闸管定子调压调速的基本工作原理与特点。
1 三相异步电动机调速的基本方法异步电机的调速方法有不少，根据异步电机的转速公式：n=n1（1-S）=60f1/（1-S）（1）式（1）中n1为同步转速（r/min）；f1为定子频率，也就是电源频率（Hz）；p为磁极对数。
由此可知，异步电动机有以下三种基本调速方法：改变定子极对数p调速；改变电源频率f1调速；改变转差率s调速。
2 调压调速的简介根据电机拖动的原理，当异步电机在其等效电路的参数不变情况下，转速不变，电磁转矩与其定子电压的平方成正比，因此，改变定子电压就可以改变其机械特性，从而使电机在负载一定时转速可调。
当电机的定子电压改变时，可以得到一组不同的机械特性曲线，由于电动机的转矩与电压平方成正比，当定子电压很低时，其转矩也相应降低，使电机速度调整范围较小，为提高电机调速范围，普遍采用在绕线式电机的转子上串电阻的方法。
并且为了保证电机的稳定运行，一般采用速度反馈控制以自动调节转速。
调压调速装置目前常用晶闸管调压的方式，目前较为广泛地应用于异步电动机调速。
其机械特性如图1所示。
由图可以看出，随着定子电压的降低，机械特性变软，而且最大转矩也减小很多，这样就降低了电机的过载能力。
ABB交流定子调压、调速技术介绍冶金炼钢生产用起重机的工作条件通常十分恶劣，而且工作环境大都是在粉尘大、高温、高湿度或室外露天场所等环境中使用。
其工作性质是间歇的（时开时停、有时轻载、有时重载），工作负荷属于重复短时工作制。
电动机经常处于频繁启动、制动反向工作状态，同时承受较大的机械冲击。
并对调速有一定的要求，其调速范围，要求达到5：1—10：1。
ASTA T 全数字式绕线式异步电动机控制器，是适应高要求应用的起重机运行控制的先进控制器。
是用于工业起重机重型电动机的高度完善的，历经考验的速度控制系统，能适应最恶劣的运行环境。
其可靠的，高性能的价格比，将起重机的控制带入了计算机时代。
通过使用现代的计算机技术，工业网络技术，将先进的控制特性与综合信息数据处理相结合后，提高起重机在各个层次和领域的表现。
ASTA T的设计更适合高利用率场合，高等级的部件，使其具有比其他一般的工业驱动器更大的优势。
主要能完成以下的功能及控制特点：• 坚固的，紧凑的、低损耗型晶闸管控制综合设计：ASTA T 是一个成熟的晶闸管相位控制的起重机电动机控制系统。
它包含了所有起重机控制常用功能，如主令控制器控制，带减速及停止功能的限位开关逻辑，接近零速时的自动制动及闭环速度控制。
使用新开发的转矩及电流调节器，并在固有的稳压控制特性支持下，ASTA T 通过改进了起重机的响应优化了电动机控制，并通过控制的平滑处理，减少冲击，延长了部件寿命。
能量损耗少，部件寿命长，对于传动系统及操作人员的压力小，这些特点意味着ASTA T 给你更高的利用率及更好的控制。
• 全数字控制系统，保证参数设定不会发生漂移，以及控制器综合信息简明显示：ASTA T 提供了综合的信息，显示方式简单。
通过起重机状态的LED 阵列，迅速提供起重机状态的面板显示，使操作者对关键信息一目了然。
主令控制器可以是有级或无级。
由用户决定是用速度控制还是转矩控制。
所有其他操作均为ASTA T 控制系统的内在的组成部分。
PLC控制定子调压调速在天车电气中应用发布时间：2021-05-10T01:22:55.175Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第1期作者：程海龙[导读] 设备的故障率更低，更好的服务生产，是传统接触器控制天车无法比拟的。
一重集团设备能源管控中心设备维修厂黑龙江齐齐哈尔 161042摘要：目前，科技在不断发展，社会在不断进步，建筑行业在我国发展十分迅速，起重机设备在建筑领域具有广泛的应用,而在起重机众多机械设备的分类中,被称为"天车"的桥架型起重机则是应用范围最广、使用频率最高的起重机械之一,将天车的大、小车以及吊钩配合作业可基本实现工程项目所修各类基本功能。
文章主要探讨PLC控制定子调压调速在天车电气中应用价值,用以更好的完善天车电气控制系统。
期望文章能对相关专业人士的工程作业流程提供些许研究价值。
关键词：调压调速;PLC技术;天车电气控制系统引言水锻分厂150T运输吊车是老式接触器天车，设备故障率高，此车主要负责从高温加热炉取料送至水压机进行锻造任务，同时还负责从炼钢车间吊运浇注钢锭转至高温加热炉的任务，所以任务较为繁重，再加上一直处于高温区上方，电气件的使用寿命大大缩短。
为满足生产节奏的不断加快，减少维修作业人员工作量及备件损耗，选择一种经济适用的方式改造设备，本次改造选用适用广泛的稳定的定子调压调速系统和简单快方便PLC控制方式改造天车，本文主要对老式天车电气大型技术改造做进行阐述和介绍。
1调速系统原理异步电机转动是由定子主磁通和转子电流相互作用产生的。
转子电流的必要条件是转子绕组切割定子磁场的磁力线。
因此，转子的转速n必须低于定子磁场的转速n0，两者之差称为转差：Δn＝n0－n (1)转差与定子磁场转速（常称为同步转速）之比，称为转差率： s＝Δn / n0 (2)同步转速n0由下式决定：n0＝60 f / p (3)式中，f为输入电流的频率，p为旋转磁场的极对数。
定子调压调速系统原理及应用1.1工作原理定子调压调速控制器是把两种传统的调速方式有机地结合起来用于控制三相交流绕线电机：1～3档时通过控制定子回路晶闸管导通角来改变电动机定子电压；4档时通过改变电动机转子电阻，改变电动机的机械特性。
两种调速方式的结合产生了非常好的控制效果，两种方式的优点得到了充分的发挥。
1.1.1 控制原理定子调压调速控制器闭环控制的原理见图1-1，图中Ag为主令给定，F/V 为频率电压变换，I/V为电流电压变换，MCU为单片机，AT为触发器。
来自Ag、I/V、F/V的信号经过MCU处理通过AT形成触发脉冲控制晶闸管的导通角，达到控制电机定子电压，从而控制电机转矩的目的，也即实现对电机转速的控制。
控制器的晶闸管单元有五组反并联的晶闸管模块U、V、W、A、B。
U、V、W导通时，电机输出正向转矩；A、B、W导通时，电机输出反向转矩。
司机通过主令控制器给定电机转速，由速度反馈实现闭环控制。
不同系列的控制器运行方式基本相同，只是在细节上有所不同。
因此下面就介绍其运行方式。
1.1.2上升运行●重载主令置上升某档速度时，上升接触器先接通，电机得电建立力矩，随后制动器打开，电机启动，系统进入闭环控制状态。
此后只要主令置于上升调速档，通过主令的速度给定和速度反馈，系统都能很快使电机达到设定的速度。
主令置全速档时，系统进入开环状态，晶闸管全导通，电机平稳加速，当速度大于50%和75%时，分别切除两级转子电阻，使速度到达全速。
当主令回到调速档时，两级转子电阻同时接入，系统重新进入闭环控制。
由于负载本身很重，此时电机转矩小于负载转矩，电机迅速减至设定速度，并稳定运行。
当主令回到零位时，无论电机处于何种速度，制动器都立即制动。
制动器从开始动作到真正闭合需要一定的时间（液压抱闸一般在500ms左右），因此控制器延时一段时间再令电机断电。
●轻载由于负载轻，因此减速和制动的运行状况和重载不同。
当主令从全速档回到调速档时，由于负载本身很轻（尤其是空钩时），电机转矩只是略小于负载转矩，因此减速时间很长，减到调速档一般需要数秒时间。
定子调压调速双冗余系统在冶金起重机上的应用摘要：随着现代科学技术的发展,工业生产规模的扩大和自动化程度的提高,工业生产方式和用户需求的多样性,对起重机性能要求也越来越高。
一方面为确保起升电气控制系统得以安全、稳定地工作，另一方面为提高生产和运输的效率及自动化水平,降低设备故障率,针对企业生产实际需求，起重机的设计会越来越完善，冗余设计会更加全面地应用到起重设备上，使起重运输机械更安全、可靠，并且大大提高起重设备的使用率。
实例证明,起升机构使用双冗余调压调速控制系统,工作效率更高,且具有容易控制及维护成本低等优点,因而具有很高的推广价值。
关键词：冶金起重机定子调压调速冗余引言桥式起重机是工业生产中重要设备之一.桥式起重机的工作正常与非正常状态关系到安全生产,产品质量,生产效率等,转子回路分段切电阻进行速度串级控制的传统控制方式通过改变绕线式异步电动机转子串入附加电阻值，来改变电机的转差率，进而改变电机转速。
此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。
属有级调速，机械特性较软。
定子调压调速控制器则把变频和串级这两种传统的调速方式有机结合起来用于三相交流异步绕线电机控制，两种调速方式的结合产生了非常好的控制效果，使之控制优点得到充分的发挥。
一、起重机种类冶金起重机是指依靠沿厂房道轨方向的大车纵向移动、小车的横向移动和吊钩的升降运动来进行工作。
适用于金属冶炼车间，符合JB/T7688.1-95及JB/T7688.15-95标准的用于吊运熔融金属的专用起重机。
冶金起重机应用一般适用于-10℃到+50℃的环境温度，在40℃的温度下相对湿度不超过50%,所吊运的熔融金属对锻钩、板钩的辐射温度不超过300℃。
工作级别：A7、A8用于相对繁忙的冶金铸造车间。
二、起重机调速控制的概况2.1 起重机为什么要调速起重机要实现工作的高效率，要求有较高的速度，同时要求运行中的准确定位，必须有足够的低速，这是一对矛盾。
天车定子调压调速装置的分析李雪华（河钢集团宣钢公司二钢轧厂，河北张家口075000）摘要：文章将以应用于天车上的定子调压调速装置为论述对象，着重分析定子调压调速装置的具体应用以及天车系统运行过程中的故障及解决措施，希望对业内外人士有所帮助和指导。
关键词：天车系统；定子调压调速装置；具体应用；问题及措施作者简介：李雪华（1976-），男，河北张家口人，大学本科，助理工程师，研究方向：天车自动化控制。
Metallurgy and materials现如今，定子调压调速装置在天车上的应用日益广泛，天车在运行过程中，一旦发生溜车，不仅增加了生产的安全隐患，而且会造成巨大损失，而应用定子调压调速装置后，对天车系统的抱闸控制可以起到延时的作用，给工作人员充分的时间去调整电机电路等，在很大程度上降低了溜车情况的发生率。
此外，定子调压调速装置最为突出的优势在于它的便捷操作步骤，这一点对于提高生产工作效率效果显著。
随着定子调压调速装置的广泛应用，可有效解决天车系统中的常见问题，对此，生产单位更要积极推广并应用定子调压调速装置，努力为定子调压调速装置在天车上的应用提供一个良好的前提，以使得定子调压调速装置能将自身优势发挥最大化。
1简述定子调压调速装置定子调压调速装置，顾名思义，其主要作用是控制电机设备的电压以及电机转速，调整到恰当的数值以利于天车系统运行。
定子调压调速装置的工作原理，主要涉及调节器、电流感应器等基本设备，调节器起到接收信号、发出信号的作用，使得后续电动机的电压等能够与电动机的转速相契合。
通常情况下，为了维持电压的恒定状态，需要将电压和转速的改变方向趋向一致，只有这样，才能更好地对电机设备起到调速的作用。
电流的调节是控制电机设备的重要组成部分，因此，电流感应器在这一过程中扮演重要角色，当电流进入设备时，通过电流感应器检测出电流大小，继而视电流的大小情况，来对电压进行相应调节，最终保证电流可以正常引入电机设备之中。
天车定子调压调速原理嘿，咱今儿来唠唠天车定子调压调速原理这档子事儿哈！你说这天车，就好比是个大力士，能吊起好重好重的东西。
那它咋能这么厉害呢？这可就全靠定子调压调速啦！咱就把这天车想象成一辆汽车，定子调压就像是汽车的油门。
你踩深点油门，车就跑得快；踩浅点，车就跑得慢点。
这天车也是一样的道理呀！定子调压，简单来说，就是通过改变加到定子上的电压，来控制电机的转速。
这就好像你给大力士不同程度的力量指令，让它根据你的要求来干活。
你想想看，如果没有这个定子调压调速，那天车不就只能一个速度干活啦？那多不方便呀！有时候咱需要它慢悠悠地吊起东西，稳稳当当的；有时候又着急要它快点干活。
这时候定子调压调速就派上大用场啦！它就像是一个神奇的魔法棒，能让天车变得超级灵活。
可以快，可以慢，全看咱的需要。
比如说，在吊起一个特别重的大家伙的时候，咱就把电压调小点，让天车慢慢地、稳稳地把它吊起来，免得一下子出啥岔子。
等吊到了指定位置，要放下的时候，又可以根据情况调整电压，让它精确地放到该放的地方。
这就好像咱走路，有时候要大步快走，有时候要小步慢走，得根据路况和自己的目的来调整呀！而且哦，这个定子调压调速还特别可靠呢！就像一个特别靠谱的朋友，啥时候都能帮上忙，还不会关键时刻掉链子。
咱在工厂里用天车的时候，不就图个安全、高效嘛！定子调压调速就能给咱保证这两点。
它能让天车的运行特别平稳，不会一会儿快一会儿慢的，让咱心里踏实。
同时呢，又能让天车发挥出最大的作用，提高工作效率。
你说这定子调压调速是不是超级厉害呀？反正我是觉得它可太重要啦！咱可得好好珍惜这个技术，让它为我们的工作带来更多的便利和效益呀！这不就是科技的魅力嘛！它让我们的生活变得更美好，工作变得更轻松。
所以呀，咱得好好了解它，学会怎么用它，让它为咱服务，而不是被它难住咯！。
定子调压调速系统的选型及应用引言国内厂矿企业早期安装的天车等起重设备，其原有的起升电气控制系统绝大部分采用绕线式三相异步电动机转子串电阻调速的方式实现起升机构的起动、调速，即在绕线式三相异步电动机转子回路串入多段外接电阻进行起动，实现减小起动电流并增加起动转矩的作用，采用凸轮控制器、时间继电器、接触器等元器件组成主控制回路。
转子外接的电阻在起动时全部串入电路，随着电动机转速逐渐加快，利用控制器逐级切除起动电阻，最后将起动电阻从转子电路中全部切除，只留软化电阻。
1.现状分析绕线式三相异步电动机转子串电阻调速的方式，其优点在于控制简单，维护水平低，对维修人员的技术要求不高。
但缺点在于：1、电阻的分段切除，属于有级调速，在机构的起动、制动过程，由接触器实现的换向、调速过程对起重机的机械结构和电控设备冲击大。
2、元器件频繁损坏，维护成本高，无缓冲的逻辑控制及换相频繁等因素，经常造成接触器主触头烧毁或粘连、制动闸皮磨损过快、档位回零后抱闸不闭合等故障。
3、档位间较大的速度差值，在档位切换时带来车体明显的晃动，吊钩等部位容易出现大幅度的摆动，严重影响到天车作业的安全性。
4、转子串电阻系统实现了调速功能，但由于是开环系统，使得传动系统的机械特性很软，调速范围小、精度差。
为了解决绕线式三相异步电动机转子回路串电阻调速带来的如上诸多问题，提高天车作业的安全性，减少元器件损坏频繁，维护工作量大，维护成本高等问题。
需要对天车起升机构的调速系统进行改造。
2.改进措施目前适用于天车起重电气传动系统的调速系统不外乎变频调速与定子调压调速两种调速系统，变频调速在调速精度、响应能力等方面更优于定子调压调速，考虑到定子调压调速也能够满足机构平缓地起动、制动、加减速动作的调速要求，降低了绕线式电动机串电阻起动调速对天车机械结构和电气设备的冲击。
从改造成本方面考虑，在定子调压调速系统改造中，调压调速以转子频率反馈为速度反馈，虽精度较低，但简单可靠，工作环境要求低，能够更多地利用电动机等原有设备，也不需要增加抑制谐波的电抗器等装置，降低了改造费用。
定子调压调速技术在炼钢天车的应用工作单位：酒钢炼轧厂炼钢设备保障作业区作者：裴兴怡定子调压调速技术在炼钢桥式起重机的应用摘要：本文主要介绍了三相异步电机的工作原理和调速方法，在调速方法中重点分析对比了转子串电阻调速和晶闸管定子调压调速的基本原理和两种调速方法的各自特点。
通过分析对比得知定子调压调速技术在今后的设备改造中将是一种既节约费用，又简单易行的技术方案，同时对炼钢天车技术改造提供了有力的技术支持。
关键字：定子调压调速机械特性串电阻晶闸管引言：三相异步电动机的调速经过了长期的演变过程，人们在电动机的调速和转矩控制上做过了大量的研究，尝试过使用各种不同形式的调速方法，随着大功率和高开关频率的半导体器件的开发研制成功，以及现代数字技术的普及应用，为我们提供了驱动控制电动机的新的方法。
目前桥式起重机电机调速控制应用最多的是三相绕线式电动机转子串电阻调速，下面就介绍一下用于转子串电阻调速与晶闸管定子调压调速的基本工作原理与优缺点。
1 三相异步电动机工作的基本原理1.1 基本公式从电网输入电动机的功率2 三相异步电动机调速2.1 转子串电阻调速主要介绍用于起重机起升机构用的两挡反接控制，机械特性如图1 所示。
两挡反接制动是指起升机构在满载或75%负载下，可以达到满速下降的目的。
在返回停止工作时可达到准确停车，避免在满载情况下下滑而造成意外事故。
上升1、2、3 挡人为逐级切除电动机转子电阻，使电动机由机械特性1、2、3 过渡到机械特性4 上，电动机高速运转。
满载慢速下降电动机工作在特性5上，电机转子串进一定的电阻值，使电动机处于反接制动状态。
轻载下降电动机工作在特性6 上，此时电动机转子串进全部电阻，使电动机的机械特性变得更软。
电动机工作在反接制动状态。
虽然在上面两种反接制动状态下能够得到一定的低速，但是不能长时间运行，否则会造成电机发热严重，此时电机的机械特性都比较软，负载转矩瞬间产生的任何波动都会使电机失去控制，将造成严重后果。
所以在操作控制时不允许长时间运行在特性5、6上，要在短时间内切掉转子电阻，使电动机工作在再生发电状态下。
绕线式异步电动机转子串电阻调速为开环调速，速度波动比较大，轻载时调速范围比较小，也就是说在载荷较小时起升各挡之间速度变化不明显。
下降控制时比较复杂，需要操作人员密切关注机构的运行方向。
另外下降过程中无论负载大小，都得不到稳定的低速运行，所以在对下降控制要求较高的冶金及其它行业就不能满足调速要求了。
2.2 晶闸管定子调压调速2.2.1 调压调速基本原理由异步电动机的电磁转矩表达式可知，当电动机各参数及电源频率不变时，且当转差率s 一定时，电动机输出转矩T与电机定子电压U1成正比。
当改变定子电压时，可以得到一组人为的机械特性曲线，如图2 所示。
由图2 可以看出，为了在一定的负载转矩下，通过降低定子电压得到低速运转是可能的。
但是在降低定子电压得到低速时，由于转差率s 将增大，因此电动机电流随着s 的增大而增大。
这样转差功耗就全部消耗在电动机内部，从而致使电动机发热严重。
另外由图猿可见，带恒转矩负载TL 时，普通的笼型异步电动机变电压时的稳定工作点为A、B、C，转差率s 的变化范围不会超过0~sm，调速范围很小。
为了能在恒转矩负载下扩大变压调速范围，须使电机在较低速下稳定运行而又不致过热，就要求电动机转子绕组有较高的电阻值。
图3 给出了高转子电阻电动机变电压时的机械特性，显然在恒转矩负载下的变压调速范围增大了，所以异步电动机变电压调速时，采用普通电机的调速范围很窄，为了减少电机发热及扩大调速范围，须采用高转子电阻的电机。
晶闸管定子的调压调速装臵，是通过在定子上串联反并联晶闸管并控制其导通角来实现的，可以实现三相绕线转子异步电动机低速稳定运行。
但这种调压调速是开环系统，其特性硬度不够，速度波动率大。
为了提高其调速性能可采用有双闭环（速度环和电流环）反馈调压调速控制系统，闭环调速时电动机的机械特性曲线如图4 所示。
显而易见闭环系统下的机械特性硬度提高了，速度波动率大大减小。
闭环调压调速系统动态过程为当电动机稳定运行在要求的速度时，一旦负载增大，电机会在较大负载拖动下进行减速，速度反馈值也随之降低，闭环系统给定值不变，速度调节器的输入由于速度反馈的下降而增大，经过速度调节器调节控制晶闸管，增加晶闸管导通角，因而电动机定子电压提高，电动机力矩也增大，电动机开始加速，当速度升至要求值时，速度反馈与给定值相等，速度调节器输出值不再变化，晶闸管导通角不变，电动机电压也不再升高，电动机力矩与负载力矩达到平衡，电动机又稳定运行于给定值确定的速度值。
这种速度调节器为PID调节器，由于积分的作用，所以速度与给定值相等，属无静差调速系统。
2.2.2 晶闸管定子调压调速特点定子晶闸管调压调速闭环系统已在近年得到较广泛的使用。
应用了以上所述的闭环调压调速原理，设计生产的用于起重机电动机的调速装臵，具体特点如下。
1）这种调压调速装臵是专业化设计产品，专门用于驱动起重机的起升机构和运行机构，对起重绕线式电动机进行控制。
2）该装臵是数字化调速设备，由于在设计时充分考虑简便和实用，所以用户在使用时特别方便。
该装臵的参数少，而且直观简单，当使用时在保证正确接线的基础上，只需要调整电动机电流参数就可进行正常工作，无须长时间调试和调整。
3）该装臵正反向切换采用交流接触器进行，这样设计就彻底避免了环流发生的可能性，因而也不必采用快速熔断器保护晶闸管的设计方法。
用两组晶闸管控制正反向在实际使用中经常产生环流，因而必须采用快速熔断器进行保护。
这样在使用时，就必须经常更换快熔，造成故障率提高，给使用维护带来不便。
该装臵由于无环流发生的可能性，再加上晶闸管选择上的考虑，因此只需用带电子脱扣器的断路器保护即可，方便使用。
该装臵控制接触器切换时，是在无电压无电流的情况下进行的，这样在接触器的选择上就可按接触器的约定发热电流进行，在寿命的选择上，只考虑机械寿命即可。
另外，利用正反向接触器控制电动机比较直观可靠，容易判断故障，同时我们利用正反向接触器辅助触头与制动器进行连锁，就非常可靠的保证了制动器只有在电动机带电的情况下才能开闸，使运行及控制更加可靠。
4）由于调压调速控制系统采用速度闭环，所以必须设臵速度检测环节。
该装臵抛弃了原有的容易损坏的测速发电机和安装困难对环境要求高的脉冲偏码器的测速方法，采用电动机转子频率反馈进行测速，这样就大大降低了改造难度，降低了使用故障，调速比能够达到1:10。
2.2.3 用于起升机构控制逻辑功能简介用于起升机构的控制系统如图5 所示，机械特性如图6所示。
1）电源电路断路器1Q1 用于对主起升机构电动机及调压调速装臵提供短路及过载保护。
2）数字式定子调压调速装臵是一个速度闭环的现代化交流调速系统，无需测速发电机和编码器，而是采用电动机转子频率作为速度反馈信号。
当设定电动机低速运行时，通过自动调节电动机定子电压，使电动机稳定运行在设定速度上。
由于是闭环调速系统，所以，电动机的运行速度不会因为负载的变化而变化，速度波动率很小。
3）正、反向接触器1KM11与1KM21 用于控制电动机的运行方向。
正反向接触器的动作均由THYROMAT 控制，其动作顺序为机构上升运行时，正向接触器1KM11吸合，电动机加上了正向相序，使电动机处于正向电动状态，带动机构正向起升。
上升1、2、3挡为低速调速挡，速度分别设定为10%、20%、30%，上升4 挡为全速挡，此时输出全电压，控制电动机以额定速度运行。
机构下降运行1—3挡时，首先正向接触器1KM11吸合，通过调节电动机定子电压，使电动机处于反接制动状态，靠负荷拉动机构下降运行，以获取低速运行。
当吊运负荷重量很轻，无法拉动机构下降运行时，会自动进行检测。
当在1.5 s内，机构还未运转，就自动判断负荷为轻载，在零电流的情况下控制正反向接触器的切换，使反向接触器1KM21 吸合，让电动机处于反向电动状态，达到设定速度。
若由于某种原因吊运的负荷变重，会自动控制正反向接触器回复到反接制动状态。
下降4 挡时，控制反向接触器吸合，使电动机处于反向电动状态，当负载重时，电动机速度超过同步速处于再生发电制动状态。
控制手柄由下降4 挡回复到下降1—3挡时，会自动控制正反向接触器在零电流的情况下迅速切换，让电动机迅速进入反接制动状态，制动负荷进入下降低速状态。
4）转子接触器在每个电动机的转子上均串接了电阻，用于消耗电机低速运行时产生的热能，电阻器分为四段。
上升调速挡时，1KM43吸合切除最后一段电阻，加大电机启动力矩。
上升4 挡时，通过THYROMAT 控制另外两个转子接触器1KM42、1KM41分别在50%，75%速度下闭合，分别切除第二、第三段电阻，使电机平滑过渡到全速，又使切换电流得到控制。
下降1—3 挡时，为了降低电机电流，并使下降4 挡回到下降1—3 挡时，切换力矩足够，增加了最后一段电阻，转子四段电阻全部串联到转子上。
当下降4 挡时，通过THYROMAT 控制另外两个转子接触器分别在50%，75%速度下闭合，分别切除第二、第三段电阻，使电动机处于再生发电制动时速度限制在允许范围内。
5）控制电路中还具有零位、失压、限位等保护功能。
第11 页共11 页3 结语该定子调压调速装臵目前应用于炼钢EF跨20#天车、FG跨10#天车起升系统拖动，运行稳定故障率低，设备维护工作量小，这种调压调速装臵的使用能够有效地降低起重机的机械冲击，从而使起重机的运行更加稳定、可靠。
参考文献：[1] 《电机学》第二版史乃主编机械工业出版设[2] 《电力拖动自动控制系统---运动控制系统》第三版陈伯时主编机械工业出版社[3] 《电机及拖动基础》第三版顾绳谷主编机械工业出版社[4] 《电气与可编程控制技术》邓则明主编机械工业出版社。
