交流调压调速装置在桥式起重机中的应用:桥式起重机串电阻调速
时间：2019-04-05 03:15:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要 随着生产节奏的加快，桥式起重机传统的转子串电阻调速方式已不能满足生产发展的需要。本文通过对桥式起重机YZR型交流异步电动 机控制方式的改造，较好地实现了自动控制和技术进步，，降低了设备使用过程中故障率偏高现象，满足了生产的不间断运行，达到了
节能降耗的目的。
关键词 调压调速装置 桥式起重机 调压调速装置 改造 桥式起重机在炼钢生产工艺中起着工序之间相互衔接的作用。保障桥式起重机的不间断运行，才能保障整个生产的顺行。昆钢三炼钢厂原来的100t/30t桥式起重机的调速方式采用电动机转子回路串电阻来进行起动和有级调速，通过控制接触器逐段切除转子回路电阻值，利用改变消耗于转子外串电阻中的功率来改变转差率。由于耗能大、效率低、同时外串电阻的级数不能太多，使得调速范围小，静差率大，平滑性差。由于桥式起重机经常工作在有载状态下，起重机频繁起动、制动、反转、变速操作，使串级调速控制方式有很多缺点和问题。调速不够平稳，同时因工作环境恶劣，转子回路串接的电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。在多年的使用过程中，故障率居高不下，经常造成生产中断。在电子技术飞速发展的今天，传统的继电器触点控制技术难以满足三炼钢厂对起重机械的控制要求。因此，必须对起重机进行数字化交流调速控制装置改造，从根本上解决传统绕线式交流电机转子电路串电阻的调速方式控制中存在的问题。
一、桥式起重机原调速控制方式及存在的问题
（一）原调速方式
三炼钢厂7#行车承担着三炼钢厂生产工艺所要求的40%生产产量吊运任务。为了从生产瓶颈上解决生产需求，三炼钢厂决定对-7#行车进行改造。7#行车有主起升、副起升、主小车（前后运行）、副小车（前后运行）、大车（左右运行）5套运行机构。该行车的运行机构均采用功率不等的YZR 型交流绕线式电机驱动，各电机的调速方式为电机转子串电阻的调速方式。
我们知道，绕线式异步电动机在转子回路串接电阻实现调速，其原理是，从转子电流表达式可知，当转子回路串入后，转子电流瞬时降低，电动机的电磁转矩也随着的减小而相应降低，出现电磁转矩小于负载转矩的状态，稳定运行条件被破坏，电动机减速。随着转速降低，S值增大，转子电流回升，当电磁转矩与负载转矩又相等时，减速过程结束，电动机就在此转速下稳定运行，此时转速也变低，实现调速。绕线式异步电动机在转子回路串接电阻该种调速是有级的，不平滑。串入电阻后电动机的机械特性变软，低速运转时，负载稍有变化，转速波动很大、电能损耗大、效率低。
（二）存在的问题
这种调速方法的本质是利用改变消耗于转子外串电阻中的功率来改变转差率，从而达到调速的目的，是一种耗能调速方法。由于耗能大、效率低、同时外串电阻的级数不能太多，使得调速范围小，静差率大，平滑性差。通过控制接触器逐段切除转子回路电阻值达到调速的目的。桥式起重机经常处于有载状态下的频繁起动、制动、反转、变速操作，该种控制方式有着控制线路复杂，起动过程中减小电阻时转矩突然增大，对机械设备产生冲击，损坏机械设备。在电机的控制方式上，均采用开环调速方式，没有速度反馈，在正反换向时，由于换向回路中有大电流，因此容易产生电弧造成接触器触头烧灼。在多年的使用过程中，电气设备已老化，故障率频繁，因该行车使用频率较高，无备用车，工作环境恶劣，在电机换向时是靠交流接触器来接入和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在电流比较大的状态下，容易烧坏触头。该行车在使用过程中经常出现主接触器烧灼、调速不平稳等各种故障。同时因工作环境恶劣，转子回路串接的电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。在多年的使用过程中，电气设备已严重老化，故障率居高不下，经常造成生产中断，由于需要经常停机维护，从而给生产的顺利进行造成了一定的影响。-7#行车作为28米高跨唯一的一台100吨的铸造桥式起重机，并且是第三炼钢厂唯一的为板坯进行钢水吊运作业的设备。如其不能正常运行,将直接造成大板坯连铸设备无法正常生产。影响到整个生产工艺的顺利进行，使生产处于被动。经常由于-7#行车出现故障导致整条生产线被迫停产。
（三）THYROMAT交流调压调速系统简介
1.闭环调压调速装置基本组成(如图1所示）
2.THYROMAT交流调压调速装置组成特点
设置了阻容吸收保护电路： 提供电网浪涌电压对电子电路造成影响的防护。连同安装在可控硅上的金属氧化非线性电阻组块，阻容吸收板提供了一个高等级的保护功能。
设置了相位触发电路：为可控硅的导通提供触发脉冲并确定触发脉冲延迟角。同时包含有相位错误，相位失衡和低电压时进行保护的电路。电路板的控制电源及10V的输入电源就是由本板从供电电源转换来的。可控硅触发电路使用了相位锁定环控制电路，对电源波动不敏感。可控硅触发模块拥有动态时间/振幅瞬变削波电路。
设置了继电器逻辑电路： 包括有五个继电器，控制外部接触器的通断。同时具有逻辑保护功能，即如果安装在散热器上的热保护开关器件动作时，则给出逻辑保护功能。
设置了控制电路 ：控制着起升下降运动和平移时的电机力矩方向，大部分的联锁和控制电路均在此板上。提供电气联锁以保证在出现电源故障和相位故障等故障后，主令控制器在再次启动前回零位(电子零压继电器)。由输入电阻来测量转子电压和频率以此来保证正确的锁定转子电压。
设置了操作控制面板： 用于显示工作状态及故障，设置参数，时间，查看历史故障。
（四）闭环控制的调压调速原理
为解决电动机转子串电阻。调速能耗大、效率低、调速指标不高（范围不大、平滑性差、低速机械特性较软）、稳定性差等缺点，以达到自动调节转速的目的常采用转速负反馈来实现闭环控制的调压调速控制，采用三对反向并联的可控硅组成的交流调压器来调节电动机定子电压，根据电动机最大转矩表达式：
当降低电动机定子电压时最大转矩随着成比例的降低，如果负载保持额定值不变时，电动机减速，其机械转差率S将增大，转子电压（）也将增大，转子电流升高并大于额定值，因此，电动机不能连续长时低速运行，否则容易烧毁电动机。
