橋式起重機(jī)是冶金企業(yè)一種常用的工業(yè)設(shè)備。傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的電力拖動(dòng)系統(tǒng)采用交流繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)，采用轉(zhuǎn)子串電阻的方法進(jìn)行起動(dòng)和調(diào)速，繼電器－接觸器控制。這種控制系統(tǒng)可靠性差，操作復(fù)雜，故障率高。轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，起動(dòng)電流大、機(jī)械特性軟。負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想。且所串電阻長(zhǎng)期發(fā)熱，電能浪費(fèi)大，電阻燒損和斷裂故障時(shí)有發(fā)生。某鋼梁廠1#線(xiàn)百米區(qū)的2臺(tái)橋式起重機(jī)是25t+25t雙梁橋式起重機(jī)，擔(dān)負(fù)1#線(xiàn)生產(chǎn)的百米重軌的入垛及裝車(chē)工作，2臺(tái)吊車(chē)操控是遙控器操作方式，而且需要2臺(tái)吊車(chē)聯(lián)動(dòng)工作。在傳統(tǒng)交流繞組異步電動(dòng)機(jī)的情況下，采用轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻法進(jìn)行起動(dòng)和調(diào)整，繼電器接觸器控制?？刂葡到y(tǒng)不能滿(mǎn)足快速、安全、高效的生產(chǎn)工作的需要，不能實(shí)現(xiàn)2車(chē)聯(lián)動(dòng)和遠(yuǎn)程控制的準(zhǔn)確、精準(zhǔn)的工作。但是，采用PLC控制的變頻調(diào)速技術(shù)就可以很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)其拖動(dòng)及控制系統(tǒng)。

1、變頻調(diào)速設(shè)計(jì)基本思路

橋式起重機(jī)系統(tǒng)由三種基本獨(dú)立機(jī)構(gòu)組成：小車(chē)拖動(dòng)系統(tǒng)、大車(chē)拖動(dòng)系統(tǒng)和卷?yè)P(yáng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。交流變頻調(diào)速技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各種機(jī)構(gòu)的調(diào)速。百米橋式起重機(jī)各個(gè)系統(tǒng)都需要獨(dú)立運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)有8臺(tái)電機(jī)。卷?yè)P(yáng)2臺(tái)75kW電機(jī)分別由2臺(tái)110kW變頻器單獨(dú)控制。使用西門(mén)子LCS7-300接收信號(hào)并發(fā)送控制信號(hào)來(lái)控制系統(tǒng)的邏輯控制。電機(jī)正、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等控制信號(hào)由遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)以硬接線(xiàn)接入到PLC，經(jīng)過(guò)處理的傳感器信號(hào)發(fā)出啟停、調(diào)速信號(hào)，控制電機(jī)工作。

1.1大車(chē)拖動(dòng)系統(tǒng)

大車(chē)為雙梁結(jié)構(gòu)，分別為4臺(tái)22kW電機(jī)。拖動(dòng)起重機(jī)跟隨車(chē)間做“水平”運(yùn)動(dòng)。運(yùn)行速度為6m/min可調(diào)。速度比是1:6。

1.2小車(chē)拖動(dòng)系統(tǒng)

小車(chē)由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電機(jī)功率為8.5kW。小車(chē)在橋上拉上吊鉤和重物，形成“縱向”運(yùn)動(dòng)。速度3.5m/min可調(diào)。速度比是1:4。

1.3卷?yè)P(yáng)拖動(dòng)系統(tǒng)

卷?yè)P(yáng)是由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的。卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)拖動(dòng)重物做升降的上下移動(dòng)。電機(jī)75kW，起重20t，運(yùn)行速度10m/min可調(diào)，速度比1:10。

拖動(dòng)方案：繞線(xiàn)機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)的要求很高，屬于動(dòng)態(tài)負(fù)荷，系統(tǒng)需要良好的動(dòng)態(tài)性能。因此，電動(dòng)機(jī)必須與優(yōu)越的高性能變頻電機(jī)一起使用。當(dāng)電機(jī)選則時(shí)，需要比原功率合理的有所提高。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)配備了變頻器，配備了速度測(cè)量編碼器，采用了帶有PG卡速度反饋的閉環(huán)矢量控制模式。變頻調(diào)速可分擋控制，采用5段速度運(yùn)行，可由低到高自由轉(zhuǎn)換。

2、卷?yè)P(yáng)系統(tǒng)變頻器的選用

有許多種類(lèi)的變頻器適合于起重機(jī)。該鋼梁廠選擇G7系列的變頻器，變頻器有全磁通矢量控制，它可以在低頻時(shí)提供額定轉(zhuǎn)矩的150%的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。有速度反饋環(huán)，可以零速控制(即使在零速度，也有150%額定扭矩輸出)。變頻器可以通過(guò)設(shè)置參數(shù)的訪問(wèn)級(jí)別來(lái)選擇其控制方式。通常有4種選擇方式:無(wú)PGU/f開(kāi)環(huán)控制，有PGU/f閉環(huán)控制，無(wú)PG開(kāi)環(huán)矢量控制，有PG閉環(huán)矢量控制。由于其慣性較大，載荷變化較小，大車(chē)和小車(chē)拖動(dòng)機(jī)構(gòu)基本上屬于阻力載荷。因此，它采用故采用無(wú)PG的U/f開(kāi)環(huán)控制方式。為了獲得快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了扭矩的快速調(diào)整。該電機(jī)配備了速度測(cè)量編碼器，閉環(huán)矢量控制方法由PG－B2速度控制，獲得穩(wěn)定的工作條件和良好的機(jī)械性能。在溜鉤的預(yù)防上：該系統(tǒng)中，由于G7系列變頻器的零轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩作用，需要通過(guò)PLC和變頻器的適當(dāng)協(xié)調(diào)，成功地解決滑鉤問(wèn)題。

橋式起重機(jī)的速度調(diào)節(jié)可利用變頻器的多級(jí)頻率選擇功能。G7系列變頻器可使用8個(gè)頻率指令和1個(gè)點(diǎn)動(dòng)頻率指令，見(jiàn)圖1中的變頻器接線(xiàn)。由此，最高可9段速。為了切換這些頻率指令，可在多功能輸入，設(shè)定多段速指令1～3和點(diǎn)動(dòng)頻率來(lái)選擇。將端子1接通則電機(jī)正轉(zhuǎn)，端子2接通則反轉(zhuǎn)，將多段速指令1、2、3三對(duì)端子分別接通，或其中2對(duì)或3對(duì)同時(shí)接通，可得8種頻率，這個(gè)功能可以通過(guò)PLC程序控制相應(yīng)的繼電器得電，完成速度的轉(zhuǎn)換，(見(jiàn)圖2的PLC模板接線(xiàn)圖)，從而可方便地得到起重機(jī)所要求的正反2個(gè)方向各5種速度。電機(jī)加減速的時(shí)間可以通過(guò)變頻器的設(shè)定來(lái)進(jìn)行改變。

圖1卷?yè)P(yáng)電機(jī)變頻器接線(xiàn)控制原理圖

圖2卷?yè)P(yáng)PLC接線(xiàn)控制原理

這也是為了避免電梯出現(xiàn)制動(dòng)失效的重要措施，要建立并完善電梯檢修制度，提高對(duì)電梯檢修的重視力度，給人們營(yíng)造一個(gè)安全的乘坐環(huán)境。

3、結(jié)語(yǔ)

制動(dòng)器是電梯安全運(yùn)行的關(guān)鍵，是驅(qū)動(dòng)主機(jī)乃至整個(gè)電梯系統(tǒng)最關(guān)鍵的零部件，制動(dòng)系統(tǒng)失效對(duì)電梯的安全運(yùn)行有著非常大的威脅，是造成剪切和擠壓傷害的直接因素。因此，制動(dòng)系統(tǒng)能否可靠動(dòng)作，關(guān)系到整個(gè)電梯系統(tǒng)和使用人員以及維護(hù)保養(yǎng)人員的安全，它是電梯正常運(yùn)行必不可少的重要部件，也是防止電梯沖頂、蹲底的一個(gè)重要安全保護(hù)裝置。所以分析電梯制動(dòng)失效的原因，并對(duì)其采取有效的防治措施，從根本上盡量遏制其產(chǎn)生，從而保證電梯的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。