桥式起动机变频调速改造

桥式起动机变频调速改造

黄宏龙（广东金南方电器实业有限公司,广东汕头51506

摘要：文章介绍变频器在桥式起动机改造中的应用，重点讲述桥式起动机改造中如何根据负载性质选择变频器，线路设计中应注意的问题以及变频器中一些相关参数的设定，力求使设计简单、经济、节能、操作方便。

关键词：桥式起动机；变频器；改造

随着国民经济的发展，工厂、仓库、料场等不同场合广泛采用桥式起重机吊运货物，有些企业因为工艺的需要，需要调节被吊物品的上升、下降、前后移动的速度。往往采用变速箱，绕线式电机转子串联电阻或者采用变极电机进行调速，但这些调速机构各存在自身的缺点。变速箱调速机构庞大，并且不能实现远程调速；转子串联电阻调速存在启动转矩小，效率低，由于工作环境差,粉尘和有害气体对电机的集电环、电刷和接触器腐蚀性大，电刷容易磨损，加上频繁运行,实际过载率高，由于冲击电流偏大,容易造成电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转子所串电阻烧损和断裂等故障；电机变极调速不能实现无极调速，调速范围受到限制。而变频技术近几年来得到迅速的发展，功能越来越多、性能越来越先进、价格越来越低。变频器不单体积小、改造简单、能实现无级调速及远程调速，而且还起到节能的作用。

1桥式起动机变频调速改造

热镀锌厂为了控制热镀件镀层的厚度以及热镀层的质量，控制生产成本，通常在镀件放入和吊出高温熔化的锌池需要控制其速度。速度太快或者太慢都会影响热度件的成品率及镀层的厚度，同时因加工工件较重、惯性大；为了确保人员及生产的安全，起动机吊有重物时前后移动的速度也不能太快，速度应该可控。为了实现速度连续可调，桥式起动机采用变频技术改造收到了良好的效果。

该桥式起动机左右移动电机功率为1.5kw；升降电机有两台，其中快升快降电机功率为5.5kw，慢升慢降电机功率为2.2kw，最大起吊重量5吨；前后移动电机共两台，功率都为2.2kw，所有电机都带有机械变速机构。改造中保留原有的机械变速机构，增加升降和前后移动电机变频调速控制。考虑变频器发生故障时桥式起动机仍能运行，保留原来工频运行控制线路，即起动机既能工频运行又能变频运行。

变频器选型：由于升降电机起吊货物带有冲击性，升降操作频繁，冲击电流较大，并且启动力矩要求足够大。所以控制升降电机的变频器采用带有矢量控制的爱默生EV3000系列变频器，输出功率比电机输入功率大一级，规格为380v/7.5kw。前后移动电机因为其驱动装置只做前后平移，启动力矩及冲击力矩不大，可以采用爱默生通用变频EV2000系列，规格为380v/5.5kw，功率与电机大小一致就可以。

变频器安装，接线，参数设定注意事项：

①变频器应垂直安装，留有通风空间，侧面间隔要大于100mm，上下间隔要大于150mm。变频器功率越大，通风散热空间应越大。并控制环境温度不超过40℃，需要时应加装排气扇。

②用变频器控制普通三相交流异步电机转速时，电机的温升及噪声会比直接用市电（工频50HZ）时高；长期在低速（运行频率﹤30HZ）重载运转时，因电机风叶转速低，应注意通风冷却，适当减低负载或者使用变频电机，以免电机温升超过允许值而烧毁电机。

③严禁将电源输入线直接接到变频器的输出端子（UVW），否则可能会引起输出模块及控制模块的损坏。

④变频器装置应可靠接地，接地线应采用直径3.5mm2以上的铜芯线，且接地电阻要小于10Ω。以抑制射频对周围设备的干扰，防止变频器因漏电而引起电击，危及人身的安全。

⑤连接控制端子的电缆应采用多芯屏蔽电缆或绞合线。电缆屏蔽层应连接到变频器的接地端子PE,且只能单端接地，布线时控制电缆应远离主电路和强电电路，并且不能与之平行放置，避免电磁感应造成变频器误动作。

⑥驱动桥式起动机前后移动的变频器停机方式设为减速停机，驱动升降电机的变频器停机方式设为自由停机。

⑦U1变频器速度设定参数设为面板设定，U2速度设定参数设为模拟量设定。

电气改造：原来控制横梁前后移动的电机只有工频运行，现在改为变频和工频两个速度运行，升降电机原来由工频运行的两台电机来实现快速升降和慢速升降两个固定的速度，现增加一档变频控制的中速档。合共三档速度。控制横梁前后移动的电机1YD和2YD其二次控制部分工频和变频运行接触器线圈11KM和12KM在电气线路方面要采取触点互锁并带机械互锁，控制货物快升快降的电机SKYD其二次控制部分工频和变频运行接触器9KM和10KM在电气线路方面也要采取触点互锁并带机械互锁。而控制电机正反转的接触器只在电气方面实现互锁就可以，下面讲述控制电路的工作原理。

①分别压下SB3，SB4按钮可使电机3YD正传和反转，从而使被吊货物左右移动，松开按钮则左右移动停止。控制电机正反转的接触器线圈3KM，4KM在注意要在电气线路上进行触点互锁。

②分别按下按钮SB1，SB2可实现桥式起动机快速前进和后退。分别按下按钮SB11，SB12可通过变频调速实现桥式起动机慢速前进和后退，松开按钮电机停止运转。按下SB11，时间继电器KT1得电，其失电延时常开触点KT1接通12KM接触器，另一常开触点KT1接通变频器的正转运行信号FWD，使电机正转慢速运行，这时横梁在电机驱动下按变频器设定速度慢速前进，松开SB11停止前进。同理按下SB12，时间继电器KT2得电，其失电延时常开触点KT2接通12KM接触器，另一常开触点KT2接通变频器的正转运行信号REV，使电机反转慢速运行，这时横梁在电机驱动下按变频器设定速度慢速后退，松开SB12停止后退。KT1，KT2线圈采用触点互锁。因控制横梁前后移动的电机其传动机构没有带刹车装置，所以该变频器增加一套能耗制动装置，以减少刹车时间。控制前进后退的变频器其输出接触器接通后要延时断开，使电机停止时的反电势能量通过变频器的刹车电阻释放。

③按下SB5，接触器5KM得电，快速升降电机SKD运行于工频状态，被吊货物快速上升，松开SB5停止上升；同样按下SB6，接触器6KM得电，快速升降电机SKD运行于工频状态，被吊货物快速下降，松开SB6停止下降。而按下SB7，接触器7KM得电，慢速升降电机SMD运行于工频状态，被吊货物慢速上升，松开SB7停止上升；同样按下SB8，接触器8KM得电，慢速升降电机SMD运行于工频状态，被吊货物慢速下降，松开SB8停止下降。同样按下SB9，微型继电器KA1得电，其一对常开触点接通5KM接触器，另一对常开触KA1接通10KM接触器使其得电吸合，同时10KM常闭触点断开9KM，10KM的常开触点闭合使变频器运行输出，这时快速升降电机转为变频调速运行，电机按设定速度上升，松开按钮电机停止上升。同样按下SB10，微型继电器KA2得电，其一对常开触点接通6KM接触器，另一对常开触点接通10KM接触器使其得电吸合，同时10KM常闭触点断开9KM，10KM的常开触点闭合使变频器运行输出，这时快速升降电机转为变频调速运行，电机按设定速度下降，松开按钮电机停止下降。考虑升降机构要根据生产工艺经常调整其上升和下降速度，故增加变频调速电位器R2，调节U2变频器的外接电位器R1可改变电机的运行速度。因升降电机内部带有刹车机构，所以变频器不再外加能耗制动装置。

参考文献：

[1]EV2000系列通变频器用户用手册[DB/OL].爱默生网络能源有限公司.www.emersonnetworkpower.com.cn.2008-06-12.

[2]EV3000系列通用变频器用户手册[DB/OL].爱默生网络能源有限公司.www.emersonnetworkpower.com.cn.2008-06-12.