關于煤場5噸橋抓采用變頻拖動控制技術的分析

一、項目的提出：
         煤場橋式起重機（簡稱橋抓）是我廠主要輸送設備，直接關系到全廠生產運行。
        改造前的橋抓故障率高，特別是電氣部份，是廠里維修和關注的重點部位。
        由于變頻技術，特別是日立變頻器已在我廠許多部位運用、取得了一定經驗，其安全可靠，取得了顯著應用成效。我們調研了蘇州熱電廠采用日立變頻器為核心部件的橋抓拖動裝置的應用，吸收了他們成功經驗，決定對我廠的橋抓進行技術改造。

二、改造的目的：

1、老式橋抓的問題是：
    （1）老式橋抓的拖動電機是繞線式，電動機利用串接不仝電阻器，通過接觸器、滑環及碳刷來達到起動和調速的目的。由于頻繁起/停、受力的變化、加上環境影響，這套裝置故障較多、較頻繁。
    （2）橋抓的制動電動機是與拖動電動機接于同一饋線，剎車時，不僅對電機及接觸器等沖擊很大，而且對機械部件如剎車裝置，鋼繩等沖擊也很大，橋梁的抖動也較嚴重。
    （3）由于串阻調速，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，其運行工況及其動作方式均是不可避免的，利用變頻器的軟啟、軟停及無觸點變速，加上啟/停與剎車動作的時序配合。去掉笨重的電阻箱與接觸器，去掉不可靠的滑環及碳刷，將成為理想的變頻拖動系統。

三、變頻拖動控制技術核心：

        橋抓的工況相比風機、水泵是比較復雜和嚴厲的,除了頻繁啟、停外，作為升降機械，其力矩特性也是變化最大的.一個抓煤周期內工況有：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。
         拖動力矩與負載力矩在四象限內變化，特別是滿斗（空斗）下降時，電動機的力矩方向與負載重力方向相同，電動機處于被拖動的發電狀態。

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

另外對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/停與剎車的時序配合來確保橋抓的平穩及安全可靠；
     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適應，掌握操作。

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

         根據蘇州熱電廠2年運行基本無故障經驗，我廠橋抓變頻改造后已運行7個月，無故障無維修，基本上實現了預定改造目的，具體：
        1. 對開閉、提升電動機（均為22KW，8極繞線式電機）各1臺及大車移動電動機（5.5KW，2臺）   實行變頻拖動控制。
        2. 去掉了切換轉子電阻的交流接觸器、滑環及碳刷、串接電阻箱等電氣部件，簡化了電氣控制線路，節省了維修費用，提高了裝置的安全可靠性。
        3. 實現軟啟停，大大減少的電氣沖擊及對機械的巨大沖擊力，減少了機械件（鋼繩、剎車等）的損壞，節省了機械維修及檢修費用。
       4. 執行時序控制后，避免了大車運行中以反轉作為制動而引起的電動機損壞嚴重。
       5. 將來可以用鼠籠式電機替代繞線電機、電機的價格大大下降。
       6. 最主要的是從根本解決了老式橋抓不可解決的技術問題，使這一傳統裝置更新換代。現已成為廠里無故障、讓人放心的設備之一。