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　　一、20T門吊的電氣結(jié)構(gòu)

　　本文針對(duì)匯川變頻器和H2UPLC在鄭州鐵路局下屬某貨場(chǎng)20T門式起重機(jī)中應(yīng)用作以介紹：

　　本起重機(jī)額定起重量：20T，起升高度：11米，起升速度：10米/秒，大車速度：47.9米/秒，小車速度：45.2米/秒，跨度：18米，有效懸臂6.5米。

　　主鉤電機(jī)   1臺(tái)    6極變頻電機(jī)        45KW

　　大車電機(jī)   4臺(tái)    8極普通異步電機(jī)    7.5KW

　　小車電機(jī)   2臺(tái)    6極普通異步電機(jī)    11KW

　　電氣系統(tǒng)主要元器件由匯川MD320系列變頻器、匯川H2U系列PLC、以及匯川人機(jī)界面構(gòu)成。

　　■變頻器的選擇

　　在起重機(jī)行業(yè),特別對(duì)于起升機(jī)構(gòu)為安全其間，所選電器容量要遠(yuǎn)大于設(shè)備的額定容量。故在選主鉤電機(jī)變頻器時(shí)要對(duì)其容量進(jìn)行放大處理。

　　主鉤電機(jī)為6極變頻電機(jī)，3～50Hz范圍內(nèi)為恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，50～100Hz范圍內(nèi)為恒功率運(yùn)行。主鉤變頻器型號(hào)為MD320T-75KW。

　　大車電機(jī)為8極電機(jī)-7.5KW，大車變頻器型號(hào)為MD320T-45KW；

　　小車電機(jī)為6極電機(jī)-11KW，小車變頻器型號(hào)為MD320T-37KW；

　　PLC 選兩臺(tái)60點(diǎn)PLC；  

　　它的基本框圖如下：

　　在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要要考慮以下問(wèn)題：

　　1）主鉤在上升或下降時(shí)的防溜鉤問(wèn)題

　　在電磁制動(dòng)器抱住之前和松開(kāi)后的瞬間，極易發(fā)生重物由停止?fàn)顟B(tài)下滑而產(chǎn)生溜鉤。在這個(gè)問(wèn)題上主要應(yīng)考慮變頻器運(yùn)行時(shí)與電磁制動(dòng)器接觸器吸合的配合時(shí)間，若在上升，下降過(guò)程中制動(dòng)器打開(kāi)過(guò)早，易出現(xiàn)溜鉤，打開(kāi)過(guò)晚，變頻器容易報(bào)故障，在停車過(guò)程中,若抱閘過(guò)早，變頻器容易報(bào)故障，抱閘過(guò)晚易出現(xiàn)溜鉤。所以，解決此問(wèn)題的關(guān)鍵主要有兩點(diǎn)；

　　■起吊重物停住控制要點(diǎn)

　　通過(guò)設(shè)定停止起始頻率，和維持時(shí)間 （應(yīng)大于制動(dòng)電磁鐵抱閘時(shí)間0.6s），當(dāng)變頻器的工作頻率下降到時(shí)，變頻器輸出一個(gè)“頻率到達(dá)信號(hào)”，發(fā)出制動(dòng)電磁鐵斷電指令，此時(shí)維持一段時(shí)間，隨后變頻器工作頻率降為0Hz。

　　■起吊重物升降控制要點(diǎn)

　　設(shè)定“升降起始頻率 和“檢測(cè)電流時(shí)間 ，當(dāng)變頻器達(dá)到的同時(shí)，變頻器開(kāi)始檢測(cè)電流，確認(rèn)電流足夠大，產(chǎn)生的力矩能抵消下降力矩時(shí)發(fā)出松開(kāi)指令，使制動(dòng)電磁鐵開(kāi)始通電松開(kāi)抱閘，應(yīng)大于電磁鐵松開(kāi)時(shí)間。 但還有其他參數(shù)及機(jī)械上的配合；譬如：變頻器的加減速時(shí)間， 電磁制動(dòng)器彈簧的松緊程度等）。

　　2）自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升設(shè)置

　　大小車因?yàn)槭且煌隙噙\(yùn)行，控制方式應(yīng)選為 U/F控制。適當(dāng)?shù)靥岣咧蓄l電壓可以改善低頻特性，提高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩；提高零頻電壓可以加大直流強(qiáng)勵(lì)磁，可以有效改善大小車的啟動(dòng)特性。其曲線參見(jiàn)下圖：

　　3）加減速時(shí)間的切換問(wèn)題

　　當(dāng)鉤子剛吊著重物，吊繩有松到繃緊直到離開(kāi)地面的過(guò)程中，鉤子的稱重量由0開(kāi)始逐漸增加， PLC通過(guò)重量限制器輸出的信號(hào)自動(dòng)選擇工作方式，變頻器升速時(shí)間也不一樣，這就需要一個(gè)加減速時(shí)間的切換的問(wèn)題，我們?cè)O(shè)定空鉤的加減速時(shí)間為第一加減速，正常及滿鉤作業(yè)時(shí)為第二加減速，當(dāng)重量達(dá)到分界線時(shí)自動(dòng)切換到第二加減速時(shí)間，第一加減速時(shí)間要比第二加減速時(shí)間短才能適應(yīng)吊車的快速作業(yè)。

　　二、電氣特點(diǎn)

　　1）整個(gè)系統(tǒng)具有以下功能：

　　1）起升電機(jī)工作在閉環(huán)矢量模式下，通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器信號(hào)反饋使在升降重物時(shí)對(duì)位更精確；

　　2）PLC控制允許在線編程、在線修改、并對(duì)各種故障進(jìn)行檢測(cè)；

　　3）PLC通過(guò)重量限制器輸出的信號(hào)自動(dòng)選擇工作方式。

　　三、效果分析

　　通過(guò)1年的運(yùn)行，和本貨場(chǎng)老系統(tǒng)（串電阻調(diào)速）相比,效果很明顯。

　　主要表現(xiàn)在以下方面：

　　1）維護(hù)費(fèi)用大大降低，低壓電器，電動(dòng)機(jī),電刷，電阻的維修率大大降低；

　　2）調(diào)速更加平穩(wěn)，低速時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩很大，司機(jī)沒(méi)必要在吊特別重的貨物時(shí)先打到高速檔；

　　3）系統(tǒng)啟動(dòng)平穩(wěn)，減少了對(duì)減速機(jī)、連軸器、鋼絲繩的機(jī)械沖擊；

　　4）也降低了對(duì)電網(wǎng)的沖擊；

　　5）最顯著的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約能源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，比老系統(tǒng)節(jié)電26%；

　　6）比老系統(tǒng)提高工作效率20～25%。