通用桥式起重机变频改造设计与实施

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节蘸监管部选用某品牌AIO00系列矢量控制变频器。 A1000”具有超强的电机驱动性能，能实现所有电机的控制，可以通过参数设定，切换感应电机和同步电机。

·2.2.1起升机构变频器容量选择起升机构平均启动转距-般来说可为额定力矩值的1.3～1.6倍〖虑到电网电压波动及需通过125%静载试验要求等因素，且为了达到-定的安全要求，其最大转矩必须达到额定转矩的1.8～2.0倍；等额变频器-般仅能提供小于1.5倍的超载力矩值，此时变频器容量计算公式为：1.5PcN>-k× -q mCO S cib式中：COS - 电动机的功率因数，取0.25，7 --电动机效率取0.85；、- - 变频器容量；转矩系数，k2。

起升机构变频器容量依据负载功率计算，考虑到- 定的安全系数，选择2倍的安全力矩。为了减少不必要的放容损失，-般采取在电机额定功率选定的基础上再提高-挡的方法来选择变频器的容量。在变频器功率选定好后，还需要作电流验证，公式如下：icN>jM式中： --变频器额定电流；- - 电机额定电流。

·2.2.2运行机构变频器容量选择当运行电机在加速过程中每300s内的加速时间不大于60s，并且最大启动电流小于变频器额定值的1.5倍时，变频器容量可按下式计算：1 ： n ～K JP1.5 ≥ 珥mCOS式中： --负载所要求的电机轴输出功率；- 负载功率；- - 电流 波 形 补 偿 系 数 ，P W M方 式 1.05～ 1.1。

当运行电机在加速过程中每300s内的加速时间大于60s时，变频器容量按下式取值：K 七P以上公式均以负载功率作为变频器容量计算的基本参数，相同功率不同极数的电机其额定电流值也不相同，故最终尚需作电流验证，且 >IM。

根据本次改造的设计系统小车电机配置，电机型号改为YZP200L-8/1 5kW，其额定电流，35A，所选的变频器型号为CIMR-AB4A0044，其最大适用功率22kW，其输出电流为44A，故可以满足所需的条件。

·2.2.3-拖多驱动时变频器容量的选择电压型变频器根据 自身特性可以-台变频器同时驱动多台电机。本次改造中大车机构采用-台变频器驱动四台电机的方式，采用-拖多驱动时-定要保证变频器的额定输出电流大于所有电动机额定电流的总和。

根据本次改造的设计系统大车电机配置，大车电机型号为YZP16OL-6/llkW，其额定电流125A，数量为4个，总电流为1OOA，所选的变频器型号为CIMR-AB4A01 39，其最大适用功 75kW，其输出电流为139A，故可以满足所需的条件。

2.3 PLC的选用用PLC控制取代传统的继电--接触器控制是起重机控制系统发展的-个趋势。同样功能的两个系统相比较，PLC控制柜比继电器控制柜的体积要4'40%左右，接线量少5O%～80%。PLC装置的工业现场适应性较好，可在恶劣的工业环境中连续可靠地工作，编程方法相对比较简单，比较容易实现 自动化控制，且有较好的设备 自诊断和监控功能，安全性得到了可靠的保证。

PLC的选型-般遵循实际的信号输入、输出信号所需端子数，并考虑工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的因素。

本起重机的输人信号：主升、主降、速度1、速度2、速度3、主升上限位、主升下限位、主钩超载；副升、副降、速度1、速度2、速度3、副升上限位、副升下限位 、副钩超载 ；小车前、小车后、速度1、速度2、速度3、小车前限位、小车后限位；大车左、大车右、速度1、速度2、速度3、大车左限位、大车右限位；总零位、总电源接触器闭合、总停止、总启动、相序继电器；门限位、副起升过流、小车过流、主起升变频器运行、主起升变频器故障、变频器故障复位、主起制动器空开、副起制动器空开。

本起重机的输出信号：主起上升、主起下降、速度1、速度2、速度3、主起制动器、主起风机；副起上升、副起下降、副起单相制动、副起切电阻1、副起切电阻2、副起切电阻3、副起切帽 张垒 节能监管电阻4、副起制动器；小车前行、小车后行、小车多段速1、小车多段速2、小车多段速3；大车左行、大车右行、大车多段速l、大车多段速2、大车多段速3；故障复位、基极封锁、总接触器、变频器故障指示。

综上所述共计42个信号输入点 ，32个信号输出点，选择的三菱FX1N-60MR加上-个FXON-8EXFXON-8EYR的扩展拈，能符合所需的输入、输出点位要求。

2.4常用辅件的选择变频器系统辅件由断路器、接触器、电抗器、制动单元及过热继电器等组成。

·2.4.1断路器在变频调速系统中设置断路器的主要作用有以下二点：-是当变频器的输入侧发生短路等故障时起到保护作用；二是方便设备的检修或因某种原因长时间停用时，切断断路器使变频器与电源隔离。断路器容量的选择必须考虑到如下几个要素：1)变频器的输入电流是脉冲电流，其尖峰值可能超过额定电流；2)电源接通瞬间对电容器的充电电流可达N2～3倍的额定电流；3)变频器-般允许的过载能力为150%/min。

针对以上三个要素，断路器容量应为变频器输出端所有电动机额定容量总和的1.3～1.5倍，整定值-般为断路器额定值的3～4倍。

·2.4.2接触器变频器的运行、停止等控制是通过其多功能端子进行的，而不是通过电磁接触器，所以在变频调速系统设计中并不必须设置接触器。但在实际应用中，设置接触器有如下两个好处：1)可以通过远程的控制按钮方便地操作变频器的通电与断电；2)当变频器发生故障或外部某个元件 (如制动单元、制动电阻、超速开关等)发生故障时能自动切断变频器电源，保障系统的稳定、安全运行。

其容量的选择主要满足：输入端接触器主触点的额定电流≥变频器的额定电流即可；输出端接触器主触点的额定电流≥1.1倍变频器的额定电流即可。

在本系统中主接触器选用型号为 (正泰CJX2-180lAC220V)的接触器。

·2.4.3电抗器为了减小对电网的谐波污染，每个变频器均加有输入侧电抗器，它不仅减小了高次谐波分量，同时也抑制了输入电流峰值，有利于提高整流二极管使用寿命流电抗器的接入还可起到降低电机噪声、改善启动转矩、在电机轻载时改善电机功率因数的作用。

特别是当和起重机同-个供电回路中有大功率的用电设备 (如大功率电焊机)时，更应该设置输入侧交流电抗器。

交流电抗器容量按电机容量配置，可参见变频器生产厂推荐的配置表或按下列公式计算： 式中：三--电抗器容量；[- -额定电压 ； 电机额定电流；2- 电网频率。电抗电流值为电机额定电流的1.1～1.2倍。

因品牌CIMRAB4Ao075～4A0605机型内配有DC电抗器，其实际电抗器容量由原厂方设计配置，符合上述计算公式的要求，故此改造系统不再配置专用电抗器。

·2。4.4制动单元为了减小起升制动的减速时间，实现正常运行过程 中的电气制动。常在变频器直流电路中串入-检测直流电压的晶体管。当直流回路电压超过设定值时，晶体管导通，并将制动过程中回馈给变频器的过剩电能通过发热的形式消耗在与之相连的制动电阻器上。在能量消耗的同时达到了使速度降低的目的，该能量消耗得越多，制动时间越小 ，此装置即为变频器的制动单元。本系统中各变频器均采用品牌CDBR-4030B0动单元。该制动单元为能耗型制动单元，容量为7.5kw～3l5kw。-般情况下，制动单元接在整流电路和逆变电路中间，这样起升下放时多余的能量就消耗在制动电阻上，从而实现电气制动，同时也减轻了机械式制动器的压力。

·2.4.5过载热继电器设置过载热继电器的目的主要是防止在重载时产生的电流过大，烧坏电机线圈。现在大部分变频器都自带有热保护功能，系统设计中并不需要在外部专门