1 方案概述 橋式起重機是工礦企業(yè)中應用十分廣泛的一種起重機械，我廠高爐車間16/3.2噸橋式起重機，使用頻繁，環(huán)境惡劣，高溫、金屬粉塵過多。橋式起重機電力拖動系統(tǒng)多采用繞線式交流異步電機，轉子回路內串入多段外接電阻調速，采用凸輪控制器、繼電器、接觸器控制。這種控制系統(tǒng)主要缺點是: 1）大車、小車、吊鉤主升降、付起升；拖動運行系統(tǒng)采用變阻調速，運行性能差，而且電阻元件使用普通康銅材質，性脆易斷裂，故電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生，又制成柵狀，高溫時易彎曲變形造成短路事故，電纜燃燒和損壞。 2）電機轉子串電阻調速屬能耗型轉差調速，能耗大，機械特性軟，調速范圍小，平滑性差。 3）由于現(xiàn)場環(huán)境中的金屬粉塵、有害氣體對電動機集電環(huán)、繼電器的腐蝕與短路，再加上繼電器、接觸器控制系統(tǒng)切換頻繁，起動時，沖擊電流大，因此觸頭燒損、電刷冒火、電動機燒損故障時有發(fā)生，故障率高。 4）調速平滑性差，對減速機、連軸器、鋼絲繩的機械沖擊大，影響使用壽命。 5）系統(tǒng)抱閘是在運動狀態(tài)下進行的，對制動器損害很大，閘皮磨損嚴重而引起的安全隱患。 隨著電力電子技術的飛快發(fā)展和軟件技術的成熟，變頻器的性能和性都有了很大的提高。因此，在橋式起重機上應用變頻調速技術，可實現(xiàn)橋式起重機的升降，小車和大車機構的無級調速，從而極大地提高了系統(tǒng)運行的安全性和性。 2 變頻調速改造方案 對擔負我廠（16/3.2t 橋式起重機）的大、小車電力拖動系統(tǒng)，吊鉤升降、電力拖動系統(tǒng)進行變頻調速技術改造，以改善其操作性能、降低故障率能耗率。橋式起重機的電氣傳動系統(tǒng)工作原理如下。 2.1 變頻調速改造方案設計 16/3.2噸橋式起重機的電氣傳動系統(tǒng)為：大車電動機2 臺，額定功率2×7.5 kW；小車電動機1 臺，額定功率4 KW ；主起升電動機1臺，額定功率37kW；付起升電動機1臺，額定功率15KW；改造的具體設計方案是: 1）電動機采用原有的，即大車的繞線式異步電動機，其他的繞線式異步電動機保持不變。 2）用4臺變頻器來控制5 臺電機，實現(xiàn)重載啟動與變頻調速， 3）電氣控制系統(tǒng)中、原各電氣控制柜和繼電器、接觸器一律取消，更換為新電氣控制柜，控制柜采用封閉式另加散熱風扇、空氣過濾器，是用來防護粉塵對電氣元件的危害。變頻器采用的是日本安川CIMR-HB4A(H1000)、CIMR-HB4AH1000 MR-AB4A(A1000)、CIMR-AB4A(A1000)系列起重專用變頻器。 4）調速方式采用具有矢量控制功能的變頻調速系統(tǒng)，轉速采用起重機專用 電位器調速控制器控制。 5）制動方式采用再生制動、直流制動和電磁機械制動相結合的方式。運行（重物下降）時，采取在變頻器直流回路內接入制動電阻的方式消耗掉再生的電能，把運行的大、小車和吊鉤迅速而準確地停止住（速降為0）。吊鉤作業(yè)時，常常有將重物在半空中停留一段時間的現(xiàn)象（如重物在空中平移或突然停電時），變頻調速系統(tǒng)雖然能使重物停住，但因容易受到外界因素的干擾（如平移時常出現(xiàn)斷電），性差。因此，還必須同時采取電磁制動器進行機械制動以配合完成作業(yè)。 6、由于繞線式異步電動機散熱風扇是一體的，在低頻率速運轉時達不到散熱效果，所以要在每臺電動機上加一臺單控制的微型軸流風機，完善地達到散熱效果。避免電動機長時間低轉速所產生的高溫現(xiàn)象。 2.2 電氣工作原理 1）系統(tǒng)的控制指令，由司機室聯(lián)動臺專用主令電位控制器Ks、給出，控制變頻指令：上升、下降、加速、減速，平滑調速。吊鉤升降、機構制動打開由變頻器輸出繼電器驅動制動器控制接觸器Cs、使制動器、微型軸流風機動作。 2 變頻器有短路、過壓、缺相、失壓、過流、超速、接地等各種保護功能和故障自診斷及顯示報警功能。當變頻器出現(xiàn)短路、過流等故障時，變頻器給出故障信號，并停止輸出，切斷變頻器電源，控制制動器抱閘，并發(fā)出報警信號。 吊鉤升降、機構除了變頻器內部有保護功能外，還設置了線路保護： （1）零位保護，由主令控制器零位觸點實現(xiàn)此功能； （2）限位保護，由高度限制器實現(xiàn)； （3）線路設有低壓斷路器作為短路保護。 1）小車運行機構電氣拖動系統(tǒng)小車運行機構由一臺變頻電機驅動，采用1 臺變頻器控制，系統(tǒng)控制方法與起升機構電氣傳動系統(tǒng)類似。 2）大車運行機構電氣拖動系統(tǒng)大車運行機構由兩臺變頻電機驅動，采用1臺變頻器控制，系統(tǒng)控制方法與小車運行機構電氣