煤场5吨桥抓采用变频拖动控制技术

一、项目的提出：
煤场桥式起重机（简称桥抓）是我厂主要输送设备，直接关系到全厂生产运行。
改造前的桥抓故障率高，特别是电气部份，是厂里维修和关注的重点部位。
由于变频技术，特别是日立变频器已在我厂许多部位运用、取得了一定经验，其安全可靠，取得了显著应用成效。我们调研了苏州热电厂采用日立变频器为核心部件的桥抓拖动装置的应用，吸收了他们成功经验，决定对我厂的桥抓进行技术改造。

二、改造的目的：

1、老式桥抓的问题是：
（1）、老式桥抓的拖动电机是绕线式，电动机利用串接不仝电阻器，通过接触器、滑环及碳刷来达到起动和调速的目的。由于频繁起/停、受力的变化、加上环境影响，这套装置故障较多、较频繁。
（2）、桥抓的制动电动机是与拖动电动机接于同一馈线，刹车时，不仅对电机及接触器等冲击很大，而且对机械部件如刹车装置，钢绳等冲击也很大，桥梁的抖动也较严重。
（3）由于串阻调速，自然能耗也较高。
2、改造的目的：
老式桥抓上述问题是其固有的，其运行工况及其动作方式均是不可避免的，利用变频器的软启、软停及无触点变速，加上启/停与刹车动作的时序配合。去掉笨重的电阻箱与接触器，去掉不可靠的滑环及碳刷，将成为理想的变频拖动系统。

三、变频拖动控制技术核心：

桥抓的工况相比风机、水泵是比较复杂和严厉的,除了频繁启、停外，作为升降机械，其力矩特性也是变化最大的.一个抓煤周期内工况有：抓斗抓煤、满斗提升、空斗提升、满斗下降、空斗下降、满斗、空斗平移、提升刹车、下降刹车、平移刹车等等。
拖动力矩与负载力矩在四象限内变化，特别是满斗（空斗）下降时，电动机的力矩方向与负载重力方向相同，电动机处于被拖动的发电状态。
这些工况对变频器提出了很高要求：
1、起动力矩大，特别是悬空起动不能有溜沟；
2、既要软启动，但软启加/减速时间不能太长，2-3秒，否则将影响抓桥的工作效率；
3、能经受频繁起动的过电流及负荷冲击，长期工作无跳闸。
另外对整套装置还提出了要求：
1、必须要有迅速无误地释放再生能量的手段；
2、必须有正确合理的启/停与刹车的时序配合来确保桥抓的平稳及安全可靠；
3、合理解决防尘及散热问题。
另外，希望保留原桥抓的操纵方法以便工人及时适应，掌握操作。
宁波亿骏公司提供的日立SJ300变频器及QV/RB桥抓拖动装置，满足了上述技术要求，其：
1、力矩：地面起动力矩，0.5Hz时：200%额定力矩
悬空起动，正零力矩： 150%额定力矩
2、加速时间（0-50Hz）：2秒
减速时间（50-0Hz）：0.8秒
3、时序配合：采用专用变频器内置PLC，确保启/停与刹车的精确配合及无连接的运行可靠性。
4、采用日立配套的快速的能耗制动单元（BRD-EZ2）
放电电压 ：730V
放电电流 ：38A
可以在10ms内开启放电单元，在减速过程中得到强大的制动能力。
5、有力矩和时序双重保障，使装置安全、平稳运行。
6、柜体进风加过滤；顶部排风散热。

四、结果：

根据苏州热电厂2年运行基本无故障经验，我厂桥抓变频改造后已运行7个月，无故障无维修，基本上实现了预定改造目的，具体：
1、对开闭、提升电动机（均为22KW，8极绕线式电机）各1台及大车移动电动机（5.5KW，2台）实行变频拖动控制。
2、去掉了切换转子电阻的交流接触器、滑环及碳刷、串接电阻箱等电气部件，简化了电气控制线路，节省了维修费用，提高了装置的安全可靠性。
3、实现软启停，大大减少的电气冲击及对机械的巨大冲击力，减少了机械件（钢绳、刹车等）的损坏，节省了机械维修及检修费用。
4、执行时序控制后，避免了大车运行中以反转作为制动而引起的电动机损坏严重。
5、将来可以用鼠笼式电机替代绕线电机、电机的价格大大下降。
6、最主要的是从根本解决了老式桥抓不可解决的技术问题，使这一传统装置更新换代。现已成为厂里无故障、让人放心的设备之一。