桥式抓斗起重机电气控制系统

摘 要 改造新北热电厂上煤系统中最重要的设备，本单位采用桥式抓斗起重机把煤抓到给煤机上，然后经过3段皮带输送到煤仓内供给锅炉。我厂桥式起重机的电控系统采用老式的转子回路串接电阻进行分级调速，控制器件繁多，继电器、接触器控制系统可靠性差，操作维修复杂，故障率高。因此在电气控制上应采用平滑的无级调速是解决问题的根本。所以根据变频器、PLC被广泛应用在行车上所表现出的优良性能，故对我公司非常重要的上煤系统中二台5t轻V47型 物料容重：≤0.92吨/立方米，自重2419kg桥式抓斗起重机电气控制系统进行了改造。

关键词 抓斗起重机；电动机；电气控制系统；变频器

中图分类号：TH215 文献标识码：A 文章编号：1671―7597（2013）031-062-01

本单位的桥式起重机系统采用接触器来控制主回路的启动、停止、限位开关限位。使用凸轮控制器控制转子回路所串电阻的大小及定子回路的正反转控制来实现大车、小车、的前进、后退、零位、加速、减速。主令控制器的控制是由主接触器通过时间继电器逐级的改变所串电阻的大小来实现抓斗的提升下降及开合的加速及减速等动作。并且各电机均设电磁抱闸装置刹车。其中抓斗电机串有3级电阻（分别由3个时间继电器与接触器配合进行）。大车小车行走电机串有5级电阻（凸轮控制器的触点转换实现的）。由于电动机的工作电流直接通过凸轮控制器的触点，所以开合时容易出现冲击电流，极大的减少了接触器触点的寿命。转子串电阻的调速方式也使所串电阻长期发热，极易烧断，极大地浪费了电能的同时也降低了效率。再因工作的环境差，粉尘、腐蚀性气体极易对电动机转子回路滑环、碳刷及主回路接触器触点进行腐蚀及增大接触面的电阻等。随之而来的故障率高更换频繁。而且操作面板上的控制开关种类繁多，很容易出现误操作。

我厂的桥式起重机电气部分主要由5台电机组成：大车行走电机（11kW×2）、小车行走电机（3.7 kW）、抓斗起升电机（22 kW）及抓斗开合电机（22 kW）。经分析改造后可以用4台变频器传动，并由4台PLC分别加以控制（可编程控制器控制电动机的正、反转、调速等控制信号进入PLC，经程序处理后，向变频器发出起停、调速等信号，使电动机工作，是系统的核心。变频器是为改变电动机电源的频率从而实现电动机的调速）。制动电阻是起重机放下重物时，由于重力加速度的原因电动机将处于再生制动状态，拖动系统的动能要反馈到变频器直流电路中，使直流电压不断上升，甚至达到危险的地步。因此，必须将再生到直流电路里的能量消耗掉，使直流电压保持在允许范围内。制动电阻就是用来消耗这部分能量的。

PLC控制的桥式起重机变频调速系统框图如图所示。

从技术改造的目的出发，首先要考虑最大限度地利用原有设备和器件，用最小的投入产生最大的经济效益。原有系统中的电磁抱闸装置、过电流保护装置、动作限位开关、门安全开关等安保装置均以保留，以提高系统的安全可靠性。改造后的系统仍采用桥式起重机原有的绕线转子电动机，将转子绕组短接就可以了。对于操作频繁的电机应选用适合频繁起动、转动惯量小、起动转矩大的变频用电机。

改造后，调速均匀。一般桥式起重机有五档速度，可自由设定与每档速度对应的频率大小利用PLC控制的变频调速技术，桥式起重机拖动系统的各档速度、加速时间和制动减速时间都可根据现场情况由变频器设置，调整方便。电动机加减速时间可调整，可实现系统的软启动、软停止，速度变化平滑，运行平稳，低速性能稳定，启动电流小。负载变化时，各档速度基本不变，调速性能好。当车行走到终端或与另一台相近时，两端各设有挡块，撞上位置开关，同时切断电路，车行走电动机停车并制动。避免发生冲撞事故。

改造后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、接触器、时间继电器、过流继电器等，降低维护量70%以上，并延长了电动机的使用寿命。采用变频调速控制，省去了操作面板上繁多的控制开关，操作方式与原有的一致，但在变频控制方式下的桥式起重机变频调速控制更安全、精确和有效。在变频控制方式下，电气制动与机械制动相结合，制动平稳可靠。加减速平滑，使振动和冲击变小，提高了安全性能。无需采用笨重的机械变速装置，减少了机械方面的故障率。

经过一段时间的试运行改造后的桥式起重机故障率大大减少，也不再出现启动、加减速过快过猛而造成的钢丝绳断裂、大小车突然断电跑出轨道、吊斗大臂弯断等现象，大小车凸轮控制器各个触点的使用寿命也大大加强了。节能降耗明显。减少节省维护维修的费用；提高了设备的运行率，保证了生产的正常运行，经济效益显著提高。改造前后，经一段时间试运行的统计数据，可节省电费约16000元/月，电气机械维护费用可节省10000元/月。提高了设备运转率，有效解决了因桥式起重机故障造成上煤不及时影响生产的问题。

参考文献

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[2]韩安荣.通用变频器及其应用[M].机械工业出版社.

[3]许缪.工厂电气设备控制[M].机械工业出版.