一、20T門(mén)吊的電氣結構

　　本文針對匯川變頻器和H2UPLC在鄭州鐵路局下屬某貨場(chǎng)20T門(mén)式起重機中應用作以介紹：

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

　　主鉤電機   1臺    6極變頻電機        45KW

　　大車(chē)電機   4臺    8極普通異步電機    7.5KW

　　小車(chē)電機   2臺    6極普通異步電機    11KW

　　電氣系統主要元器件由匯川MD320系列變頻器、匯川H2U系列PLC、以及匯川人機界面構成。

　　■變頻器的選擇

　　在起重機行業(yè),特別對于起升機構為安全其間，所選電器容量要遠大于設備的額定容量。故在選主鉤電機變頻器時(shí)要對其容量進(jìn)行放大處理。

　　主鉤電機為6極變頻電機，3～50Hz范圍內為恒轉矩運行，50～100Hz范圍內為恒功率運行。主鉤變頻器型號為MD320T-75KW。

　　大車(chē)電機為8極電機-7.5KW，大車(chē)變頻器型號為MD320T-45KW；

　　小車(chē)電機為6極電機-11KW，小車(chē)變頻器型號為MD320T-37KW；

　　PLC 選兩臺60點(diǎn)PLC；  

　　它的基本框圖如下：

　　在設計過(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)生重物由停止狀態(tài)下滑而產(chǎn)生溜鉤。在這個(gè)問(wèn)題上主要應考慮變頻器運行時(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，易出現溜鉤，打開(kāi)過(guò)晚，變頻器容易報故障，在停車(chē)過(guò)程中,若抱閘過(guò)早，變頻器容易報故障，抱閘過(guò)晚易出現溜鉤。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)設定停止起始頻率，和維持時(shí)間 （應大于制動(dòng)電磁鐵抱閘時(shí)間0.6s），當變頻器的工作頻率下降到時(shí)，變頻器輸出一個(gè)“頻率到達信號”，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)

　　設定“升降起始頻率 和“檢測電流時(shí)間 ，當變頻器達到的同時(shí)，變頻器開(kāi)始檢測電流，確認電流足夠大，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，應大于電磁鐵松開(kāi)時(shí)間。 但還有其他參數及機械上的配合；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)轉矩提升設置

　　大小車(chē)因為是一拖多運行，控制方式應選為 U/F控制。適當地提高中頻電壓可以改善低頻特性，提高啟動(dòng)轉矩；提高零頻電壓可以加大直流強勵磁，可以有效改善大小車(chē)的啟動(dòng)特性。其曲線(xiàn)參見(jiàn)下圖：

　　3）加減速時(shí)間的切換問(wèn)題

　　當鉤子剛吊著(zhù)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(chēng)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，我們設定空鉤的加減速時(shí)間為第一加減速，正常及滿(mǎn)鉤作業(yè)時(shí)為第二加減速，當重量達到分界線(xiàn)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)間短才能適應吊車(chē)的快速作業(yè)。

　　二、電氣特點(diǎn)

　　1）整個(gè)系統具有以下功能：

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

　　2）PLC控制允許在線(xiàn)編程、在線(xiàn)修改、并對各種故障進(jìn)行檢測；

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

　　三、效果分析

　　通過(guò)1年的運行，和本貨場(chǎng)老系統（串電阻調速）相比,效果很明顯。

　　主要表現在以下方面：

　　1）維護費用大大降低，低壓電器，電動(dòng)機,電刷，電阻的維修率大大降低；

　　2）調速更加平穩，低速時(shí)啟動(dòng)轉矩很大，司機沒(méi)必要在吊特別重的貨物時(shí)先打到高速檔；

　　3）系統啟動(dòng)平穩，減少了對減速機、連軸器、鋼絲繩的機械沖擊；

　　4）也降低了對電網(wǎng)的沖擊；

　　5）最顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)是節約能源，據統計，比老系統節電26%；

　　6）比老系統提高工作效率20～25%。