為解決傳統(tǒng)橋式起重機(jī)電力拖動系統(tǒng)的能耗過高、運(yùn)行效率低下、低速啟動力矩較小等幾個問題,可采用變頻調(diào)速技術(shù)來進(jìn)行改善。隨著計(jì)算機(jī)與電子元件的技術(shù)的日益成熟,也極大地推進(jìn)了電氣傳動和自動化領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。這里面,作為變頻技術(shù)最具有代表性的產(chǎn)品
變頻器(以下簡稱VFD)與可編程控制器在獲得了眾多用戶的肯定作用下也得到了廣泛的應(yīng)用,這也為PLC控制的變頻調(diào)速技術(shù)在橋式起重機(jī)拖動系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的缺點(diǎn)
傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的電力拖動控制系統(tǒng)存在以下幾個缺點(diǎn):
1、橋式起重機(jī)的運(yùn)行環(huán)境惡劣,并且需要頻繁的運(yùn)行,因此電機(jī)以及所串電阻燒損和斷裂故障頻繁出現(xiàn)。
2、繼電器與接觸器組成控制系統(tǒng)穩(wěn)定性較差,操作繁復(fù),導(dǎo)致故障率較高。
3、由于轉(zhuǎn)子串電阻在調(diào)速時的機(jī)械特性較軟,而且會在負(fù)載變化影響轉(zhuǎn)速,調(diào)速效果不理想。同時所串電阻長期發(fā)熱,電能浪費(fèi)大,效率低。要從根本上解決這些問題,只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式。
系統(tǒng)硬件構(gòu)成
橋式起重機(jī)大車、小車、主鉤,副鉤電機(jī)都需獨(dú)立運(yùn)行,大車為兩臺電機(jī)同時拖動,所以整個系統(tǒng)有5臺電機(jī),4臺VFD傳動,并由4臺PLC分別加以控制。
橋式起重機(jī)大車、小車、副鉤、主鉤電機(jī)運(yùn)行通過各自的PLC控制,大車、小車、副鉤、主鉤電機(jī)都運(yùn)行在電動狀態(tài),控制過程基本相似,VFD與PLC之間控制關(guān)系在硬件組成以及軟件的實(shí)現(xiàn)基本相同,而主鉤電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)處于電動、倒拉反接或再生制動狀態(tài),VFD與PLC之間控制關(guān)系在硬件組成以及軟件的實(shí)現(xiàn)稍有區(qū)別。
1、PLC:
完成系統(tǒng)邏輯控制部分控制電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等控制信號進(jìn)入PLC,PLC經(jīng)處理后,向變頻器發(fā)出起停、調(diào)速等信號,使電機(jī)工作,是系統(tǒng)的核心。
2、VFD:
為電機(jī)提供可變頻率的電源,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。
3、制動電阻:
起重機(jī)放下重物時,由于重力加速度的原因電機(jī)將處于再生制動狀態(tài),拖動系統(tǒng)的動能要反饋到VFD直流電路中,使直流電壓不斷上升,甚至達(dá)到危險的地步。因此,必須將再生到直流電路里的能量消耗掉,使直流電壓保持在允許范圍內(nèi)。制動電阻就是用來消耗這部分能量的。
通過利用PLC控制變頻調(diào)速,橋式起重機(jī)拖動系統(tǒng)的各檔速度、加速時間和制動減速時間都可根據(jù)現(xiàn)場情況通過變頻器快捷設(shè)置,調(diào)試便捷。負(fù)載變化時,各檔速度基本不變,調(diào)速性能好。若是改造原有系統(tǒng),大小車電機(jī)仍可采用原有的繞線轉(zhuǎn)子異步電機(jī),將轉(zhuǎn)子繞組引出線短接,去掉電刷和集電環(huán),節(jié)省更換電機(jī)的費(fèi)用。