桥式起重机的电气配置与经济运行

张海生

(唐山钢铁集团责任有限公司,河北唐山 063016)

桥式起重机的电气配置与经济运行

张海生

(唐山钢铁集团责任有限公司,河北唐山 063016)

针对唐钢第二钢轧厂钢区二浇钢跨90/20t液体天车电气配置老化、故障多发、非经济运行等状况进行改造,使桥式起重机故障率大大降低,并实现了整车系统的优化经济运行。

起重机 电气配置 经济运行

1 引言

唐钢二钢是老厂，尤其是起重机一直延续使用二十世纪80年代的电气配置。虽然处理事故方便、快捷，但维修电工劳动强度大。同时，因起重机主、付起升及大、小车运行机构均为串电阻调速，冲击电流大，不但影响机械传动部件及电气元件和电机的使用寿命，而且也非经济运行。随着电子技术的飞速发展，变频调速、定子调压调速、PLC等技术日趋成熟，使起重机系统可靠、经济运行成为可能。

2 改造前起重机电气配置

表1

表2

表3

因起重机电拖系统采用绕线式交流异步电机，转子回路串接多段电阻调速，通过凸轮控制器、继电器、接触器控制。缺点：(1)大、小车、主、付起升机构采用变阻调速，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，又电阻制成栅状，高温时易弯曲变形造成短路事故。(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)由于现场环境中粉尘、有害气体对电动机集电环、继电器的腐蚀，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。

3 改造后起重机电气配置

主、付起升机构采用定子调压调速，大、小车运行机构采用变频调速，整车电气系统通过西门子PLC控制。

(1)变频调速；大、小车运行机构选用美恒公司MVCAN MHC系列变频器，拖动方式：一拖二(见图一)。

该款变频器功能强大且易于使用，广泛应用于各种起重机无需闭环控制的平移机构的专用变频器，其高效的防护措施可保证变频器在运行过程中有效抵御电网波动造成的干扰。

静态速度误差小于1%；低转矩波动；对谐波的高抗干扰性；起动转矩大于200%(取决于电机和变频器的规格)；适用于多电机控制；易于使用面板。

(2)定子调压调速；主、付起升采用数字化交流可控硅调速控制装置，设备采用M H公司的T H Y R O M A T产品。工作原理：THYROMAT串接于电机定子回路。控制单元通过改变绕线电机每相背对背一组可控硅的触发角来改变电机的定子电压。电机的力矩与定子电压的平方成正比(t∝V2)。电机的速度是通过转子频率的反馈来测定的。电机的方向转换是通过外接的两个换向接触器，在控制单元的控制下，在零电流下切换方向，不会产生相间环流。

在系统操作运行以前，安全监控电路监测电机相位是否错误，是否有严重不平衡，低电压等。在确认各项安全条件具备后才进入指令执行，开始控制机构动作。系统还具有电气连锁，以确保电源或相位故障之后，再次启动系统时，主令必须在零位才能动作。

由于系统控制是沿斜波连续加速和减速的，所以对电机和机构齿轮箱等机械环节冲击减到最小。系统控制给出三档独立的低速。选择操作至额定满速(全速)时，系统是沿斜波平稳加速至该满速上。两台加速接触器分别在50%速度(25HZ)和75%速度(12.5HZ)时动作以保证平稳加速。切换时电流被限制在满载电流的两倍左右。

4 控制系统

控制系统采用西门子PLC，减少了繁杂的电路，使事故率大大降低。

5 电气系统改造前后状况分析

二浇钢跨两部90/20t桥式起重机于2009年10月投运至今，仅1#90T天车主卷西减速机三轴传动齿有点蚀(该主减于12年9月换下)，下面是几组数据对比：

改造前后电器元件更换频度(见表1)。改造前后机械件更换频度(见表2)。改造前后故障率及节电率(见表3)。

6 结语

主、付起升机构采用定子调压调速，大、小车运行机构采用变频调速，整车电气系统通过西门子PLC控制。经过几年的运行，实践表明：桥式起重机采用电气高配，不仅使整车运维成本减低，同时，大大降低了事故对生产地影响。并且7%的节电率也使整车系统得以经济、稳定运行。

张海生(1970—),男,河北玉田人,本科,毕业于河北科技大学,工程师,研究方向:节电管理。