關(guān)于煤場(chǎng)5噸橋抓采用變頻拖動(dòng)控制技術(shù)的分析

一、項(xiàng)目的提出：
         煤場(chǎng)橋式起重機(jī)（簡稱橋抓）是我廠主要輸送設(shè)備，直接關(guān)系到全廠生產(chǎn)運(yùn)行。
        改造前的橋抓故障率高，特別是電氣部份，是廠里維修和關(guān)注的重點(diǎn)部位。
        由于變頻技術(shù)，特別是日立變頻器已在我廠許多部位運(yùn)用、取得了一定經(jīng)驗(yàn)，其安全可靠，取得了顯著應(yīng)用成效。我們調(diào)研了蘇州熱電廠采用日立變頻器為核心部件的橋抓拖動(dòng)裝置的應(yīng)用，吸收了他們成功經(jīng)驗(yàn)，決定對(duì)我廠的橋抓進(jìn)行技術(shù)改造。

二、改造的目的：

1、老式橋抓的問題是：
    （1）老式橋抓的拖動(dòng)電機(jī)是繞線式，電動(dòng)機(jī)利用串接不仝電阻器，通過接觸器、滑環(huán)及碳刷來達(dá)到起動(dòng)和調(diào)速的目的。由于頻繁起/停、受力的變化、加上環(huán)境影響，這套裝置故障較多、較頻繁。
    （2）橋抓的制動(dòng)電動(dòng)機(jī)是與拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)接于同一饋線，剎車時(shí)，不僅對(duì)電機(jī)及接觸器等沖擊很大，而且對(duì)機(jī)械部件如剎車裝置，鋼繩等沖擊也很大，橋梁的抖動(dòng)也較嚴(yán)重。
    （3）由于串阻調(diào)速，自然能耗也較高。
2、改造的目的：
老式橋抓上述問題是其固有的，其運(yùn)行工況及其動(dòng)作方式均是不可避免的，利用變頻器的軟啟、軟停及無觸點(diǎn)變速，加上啟/停與剎車動(dòng)作的時(shí)序配合。去掉笨重的電阻箱與接觸器，去掉不可靠的滑環(huán)及碳刷，將成為理想的變頻拖動(dòng)系統(tǒng)。

三、變頻拖動(dòng)控制技術(shù)核心：

        橋抓的工況相比風(fēng)機(jī)、水泵是比較復(fù)雜和嚴(yán)厲的,除了頻繁啟、停外，作為升降機(jī)械，其力矩特性也是變化最大的.一個(gè)抓煤周期內(nèi)工況有：抓斗抓煤、滿斗提升、空斗提升、滿斗下降、空斗下降、滿斗、空斗平移、提升剎車、下降剎車、平移剎車等等。
         拖動(dòng)力矩與負(fù)載力矩在四象限內(nèi)變化，特別是滿斗（空斗）下降時(shí)，電動(dòng)機(jī)的力矩方向與負(fù)載重力方向相同，電動(dòng)機(jī)處于被拖動(dòng)的發(fā)電狀態(tài)。

這些工況對(duì)變頻器提出了很高要求：
     1. 起動(dòng)力矩大，特別是懸空起動(dòng)不能有溜溝；
     2. 既要軟啟動(dòng)，但軟啟加/減速時(shí)間不能太長，2-3秒，否則將影響抓橋的工作效率；
     3. 能經(jīng)受頻繁起動(dòng)的過電流及負(fù)荷沖擊，長期工作無跳閘。

另外對(duì)整套裝置還提出了要求：
     1. 必須要有迅速無誤地釋放再生能量的手段；
     2. 必須有正確合理的啟/停與剎車的時(shí)序配合來確保橋抓的平穩(wěn)及安全可靠；
     3. 合理解決防塵及散熱問題。
    另外，希望保留原橋抓的操縱方法以便工人及時(shí)適應(yīng)，掌握操作。

寧波億駿公司提供的日立SJ300變頻器及QV/RB橋抓拖動(dòng)裝置，滿足了上述技術(shù)要求，其：
     1. 力矩：地面起動(dòng)力矩，0.5Hz時(shí)：200%額定力矩
                      懸空起動(dòng)，正零力矩： 150%額定力矩
     2. 加速時(shí)間（0-50Hz）：2秒
         減速時(shí)間（50-0Hz）：0.8秒
     3. 時(shí)序配合：采用專用變頻器內(nèi)置PLC，確保啟/停與剎車的精確配合及無連接的運(yùn)行可靠性。
     4. 采用日立配套的快速的能耗制動(dòng)單元（BRD-EZ2）
          放電電壓 ：730V
          放電電流 ：38A
         可以在10ms內(nèi)開啟放電單元，在減速過程中得到強(qiáng)大的制動(dòng)能力。
      5. 有力矩和時(shí)序雙重保障，使裝置安全、平穩(wěn)運(yùn)行。
      6. 柜體進(jìn)風(fēng)加過濾；頂部排風(fēng)散熱。

         根據(jù)蘇州熱電廠2年運(yùn)行基本無故障經(jīng)驗(yàn)，我廠橋抓變頻改造后已運(yùn)行7個(gè)月，無故障無維修，基本上實(shí)現(xiàn)了預(yù)定改造目的，具體：
        1. 對(duì)開閉、提升電動(dòng)機(jī)（均為22KW，8極繞線式電機(jī)）各1臺(tái)及大車移動(dòng)電動(dòng)機(jī)（5.5KW，2臺(tái)）   實(shí)行變頻拖動(dòng)控制。
        2. 去掉了切換轉(zhuǎn)子電阻的交流接觸器、滑環(huán)及碳刷、串接電阻箱等電氣部件，簡化了電氣控制線路，節(jié)省了維修費(fèi)用，提高了裝置的安全可靠性。
        3. 實(shí)現(xiàn)軟啟停，大大減少的電氣沖擊及對(duì)機(jī)械的巨大沖擊力，減少了機(jī)械件（鋼繩、剎車等）的損壞，節(jié)省了機(jī)械維修及檢修費(fèi)用。
       4. 執(zhí)行時(shí)序控制后，避免了大車運(yùn)行中以反轉(zhuǎn)作為制動(dòng)而引起的電動(dòng)機(jī)損壞嚴(yán)重。
       5. 將來可以用鼠籠式電機(jī)替代繞線電機(jī)、電機(jī)的價(jià)格大大下降。
       6. 最主要的是從根本解決了老式橋抓不可解決的技術(shù)問題，使這一傳統(tǒng)裝置更新?lián)Q代?，F(xiàn)已成為廠里無故障、讓人放心的設(shè)備之一。