100吨天车的电气操纵.docx
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100吨天车的电气操纵
100吨天车的电气操纵
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摘要
天车是现代工业生产和起重运输中实现生产进程机械化、自动化的重要设备,在工矿企业、钢铁化工、口岸码头和物流周转等部门和场所均取得了普遍的运用。
天车由于工作环境比较恶劣,而且重载下频繁启动、制动、反转、变速等操作,还要求有必然的调速范围,因此传统的继电操纵和串电阻调速已呈现许多的缺点和不足,随着工业自动化的进展,PLC、调压调速、变频器在工厂设备中取得了普遍应用,可使其工作精度、工作效率、工作靠得住性取得显著提高。
本文要紧介绍100/30吨天车各机构的电气操纵原理,重点研究调压调速操纵器在天车中的操纵原理及应用。
关键词:
天车;调压调速;变频器
第1章前言
由于工业生产规模不断扩大,生产效率日趋提高,天车已称为生产流程中必不可少的工作设备,随着天车在生产进程中应用的愈来愈广,作用的愈来愈大,对天车能耗和靠得住性的要求也愈来愈高。
传统的天车主若是由交流凸轮操纵器进行操纵,采纳绕线式电动机转子串电阻调速,交流操纵器由于频繁的动作,常常会显现触点烧损的现象,电阻箱受工作环境的阻碍容易侵蚀、老化。
频繁的生产事故必将会阻碍生产,损害企业的利益。
随着工业自动化的应用愈来愈普遍,取代传统的操纵方式已成为一种必然趋势。
调压调速、变频器操纵天车比一般天车的优越性:
1、天车的启动、制动、加速、减速等进程加倍平稳快速,定位加倍准确,减少了负载波动,平安性大幅提高。
2、系统运行的要紧开关器件实现了无触点化,具有半永久性的寿命。
3、由于电动机启动电流限制得较小,频繁启动和停止时电动机热耗较少,寿命延长。
4、降低了对电网的冲击。
5、调压调速操纵器、变频器操纵进程中,电机运行电流小,电耗和维修费用降低,节约了能源。
第2章天车电气操纵系统的分析
电气操纵系统是天车设备的重要组成部份。
本天车电气操纵系统在常规继电操纵的基础上采纳调压调速操纵器、变频器进行操纵,使操纵进程加倍精准靠得住。
交流异步电动机调速的方式
电动机的转数n与同步转数n。
之间的关系为:
n=(1-S)n。
=(1-S)60f/p
式中:
n—电动机的转数,n。
—电动机同步转数,S—电动机转差率,f—供电频率,p—极对数。
由此可见,异步电动机调速方式要紧有:
改变极对数p、改变频率f、改变转差率S。
天车主、副钩采纳QY2调压调速操纵器,通过改变定子电压、转子串电阻方式来实现调速。
该装置具有调速比大、反映速度快、抗干扰能力强、在高温及恶劣环境下能正常工作等特点,闭环操纵使速度不因载荷转变而转变,平稳的操纵减小了对提升机构的冲击。
天车大车、主小车调速采纳变频调速,知足了天车运行平稳、对位准确和作业平安的需要。
变频调速具有调速范围宽、调速精度高、动态响应快等突出特点,具有明显的节能和故障自诊断的功能。
QY2调压调速操纵器
QY2调压调速操纵器整体图
QY2操纵器整体图如下图,由操纵单元和晶闸管单元组成,其间由接插件完成电气连接。
操纵单元由起落操纵板、输出操纵板、触发操纵板、输入操纵板、显示操纵板和底板组成,操纵板和底板之间用接插件连接。
晶闸管单元由晶闸管、散热器、风扇及阻容爱惜模块组成。
要紧爱惜功能:
◇电源故障爱惜(电源错相、缺相、相不平稳、欠压爱惜)
◇电机过载、短路、缺相和三相不平稳爱惜
◇晶闸管过酷爱惜
◇无速度反馈爱惜
◇无电流反馈爱惜
◇上升失速爱惜
◇下降超速爱惜
◇电机堵转爱惜
工作原理:
QY2操纵器把两种调速方式有机地结合起来用于操纵三相交流绕线电机:
◇通过操纵定子回路晶闸管导通角来操纵电动机定子电压。
◇通过改变电动机转子电阻,改变电动机的机械特性。
两种调速方式的结合产生了超级好的操纵成效,两种方式的优势都取得了充分的发挥。
在操纵器的功率部份有五组反并联的晶闸管模块U、V、W、A、B。
当U、V、W导通时,电机输出正向转矩;当A、B、W导通时,电机输出反向转矩。
电机转速由人工通过主令操纵器给定,通过速度和电流反馈实现闭环操纵。
QY2闭环操纵的原理如下图,图中Ag为主令给定,F/V为频率电压变换,I/V为电流电压变换,MCU为单片机,AT为触发器。
来自Ag、I/V、F/V的信号通过MCU处置通过AT形成触发脉冲操纵晶闸管的导通角,达到操纵电机定子电压,从而操纵电机转矩的目的,即实现对电机转速的操纵。
QY2操纵器功能框图
QY2操纵器闭环操纵原理图
主令操纵器闭合状态图
主令操纵器闭合状态如下图,当主令置于一、二、3档时,加速电阻串在转子回路中,电机处于闭环工作状态。
当主令置于4档时,电机进入开环工作状态,两个加速接触器别离在50%速度和75%速度时动作,别离将两段加速电阻短接,以平稳加速至全速。
加速进程中切换时的峰值电流限制在满载电流的两倍之内。
当主令从4档回到其他档时,两个加速接触器立刻释放,将所有电阻串回转子回路,同时电机从头进入闭环工作状态。
第3章天车各机构电气操纵原理
主钩操纵原理
主钩操纵系统由一个主令操纵器操纵一台QY2调压调速操纵器驱动两台YZR355L2-10C/110KW电机工作。
主钩一次电路图
如下图,Q10为主钩总电源开关,Q20、Q21别离为1#、2#电机电源开关。
1F2一、2F21别离为1#、2#电机的过流继电器,当运行电流超过设定爱惜值时过流继电器动作,从而断开主钩零位继电器K00的电起到爱惜作用。
K40、K4一、K42为切电阻接触器,Q71为抱闸电源,K70、K71为抱闸接触器,两个抱闸接触器采纳二次并联一次串联的接法,有效地避免一个接触器吸死或释放慢而造成的溜钩事故,确保平安靠得住运行。
主钩二次电路图
主钩的操纵原理如下图,通过主令操纵器操纵中间继电器K00(零位)、K01(上升)、K02(下降)、K03(二档)、K04(三档)、K05(四档)从而将操纵信号输入调压调速装置5-9号端子。
K00起零位爱惜作用,当主令操纵器在零位时,在知足抱闸电源Q71合闸、两电机都未超速和未过流的条件时动作并自保提供主钩操纵电源,当在运行中断电后又从头供电,若是操纵器未在零位主钩可不能动作,这时需要操纵器回零让K00动作才能恢复正常运行,有效地保障设备和人身平安。
上升回路除上限行程开关外还串联了电子称的一个超重常闭触点,一旦吊物总重量超过设定爱惜值时,电子称将让触点断开使主钩不能上升起到超载爱惜。
操纵电源为AC220V,中性线N接调压调速装置10号端子,相线L接11号端子,端子1二、14别离为转子电阻器1级、2级加速输出信号端子,别离操纵中间继电器K401和K400从而操纵切电阻接触器K4一、K40抵达速度操纵。
端子13为制动器信号输出端子,同时操纵抱闸接触器K70和K71。
端子1五、16为故障信号输出端子,一旦装置显现故障将提供声、光报警指示,端子1九、20为装置散热风机电源端子。
端子17、18为转子频率反馈输入端子,反馈信号是由驾驶室的转换开关选择来自1#电机或2#电机转子,再经内部F/V转换电路取得对应电机转速的电压信号,参与电机转速闭环操纵。
副钩操纵原理
副钩操纵系统由一个主令操纵器操纵一台QY2调压调速操纵器驱动一台YZR315S-10C/55KW电机工作。
副钩一次电路图
如下图,Q10为副钩总电源开关,Q71为抱闸电源,K70为抱闸接触器。
F21为电机的过流继电器,当运行电流超过设定爱惜值时过流继电器动作抵达断开副钩K00爱惜电机。
K40、K41为切电阻接触器,实现电机速度操纵。
副钩二次电路图
副钩的操纵原理如下图,其原理与主钩大体相同,通过主令操纵器操纵中间继电器K00(零位)、K01(上升)、K02(下降)、K03(二档)、K04(三档)、K05(四档)从而将操纵信号输入调压调速装置5-9号端子。
当主令操纵器在零位时,在知足抱闸电源Q71合闸、电机未超速和未过流的条件时K00动作后自保提供副钩操纵电源。
操纵电源中性线N接调压调速装置10号端子,相线L接11号端子,端子1二、14别离为转子电阻器1级、2级加速输出信号端子,别离操纵中间继电器K401和K400从而操纵切电阻接触器K4一、K40进行加速。
端子13为制动器信号输出端子操纵抱闸接触器K70的动作。
端子1五、16为故障信号输出端子,一旦装置显现故障将提供声、光报警指示。
端子17、18为转子频率反馈输入端子,反馈信号来自电机转子,再经内部F/V转换电路取得对应电机转速的电压信号,参与电机转速的闭环操纵。
大车操纵原理
大车操纵系统由一个主令操纵器操纵一台施耐德变频器驱动四台YZP225S-8/22KW电机工作。
大车操纵原理图
大车的操纵原理如下图,通过主令操纵器操纵中间继电器K00(零位)、K050(正转)、K051(反转)、K052(二档)、K053(三档)、K054(四档)从而将操纵信号输入变频器端子,变频器对应三种固定频率的速度操纵电机运行。
图中Q10为大车总电源开关,K10为大车变频器送电接触器,Q70为抱闸和风机电源,K70为抱闸接触器,K60为电机的冷却风机接触器,Q11为1#、2#电机电源,Q12为3#、4#电机电源,F2一、F2二、F23、F24别离为四台电机的过流继电器,当运行电流超过设定爱惜值时过流继电器动作抵达断开K00的电。
F30为大车二次操纵电源,其中的相线L串联了抱闸电源Q70的辅助点,避免抱闸未送电的情形下运行大车。
S90、S91为两头的限位开关,K07为变频器故障中间继电器,正常时为得电动作,变频器有故障时断电从而断开K00使大车停止运行。
K055为变频器故障复位继电器,当变频器有故障时,可由驾驶室按故障复位按钮让变频器复位中间继电器K014得电从而驱动K055复位变频器,让大车得以继续运行。
主小车操纵原理
主小车操纵系统由一个主令操纵器操纵一台施耐德变频器驱动两台YZP160L-6/11KW电机工作。
主小车操纵原理图
主小车的操纵原理如下图,其原理与大车大体相同,通过主令操纵器操纵中间继电器K00(零位)、K050(正转)、K051(反转)、K052(二档)、K053(三档)、K054(四档)从而将操纵信号输入变频器端子,变频器对应三种固定频率的速度操纵电机运行。
图中Q10为主小车总电源开关,K10为变频器送电接触器,Q70为抱闸电源,K70为抱闸接触器,F20、F21别离为两台电机的过流继电器,当运行电流超过设定爱惜值时过流继电器动作断开K00的电,爱惜主小车电机。
F30为主小车二次电源,其中的相线L串联了抱闸电源Q70的辅助点,避免抱闸未送电的情形下运行。
S90、S91为轨道两头限位实现位置爱惜,K07为变频器故障中间继电器,正常时为得电动作,变频器有故障时断电从而断开K00使主小车停止运行。
K055为变频器故障复位继电器,当变频器有故障时,可由驾驶室按故障复位按钮让变频器复位中间继电器K014得电从而驱动K055复位变频器。
副小车操纵原理
副小车操纵系统由一个主令操纵器操纵接触器驱动一台YZR160M2-6/电机工作。
副小车操纵原理图
副小车的操纵原理如下图,通过主令操纵器操纵接触器K00(零位)、K10(正转)、K20(反转)、K43(二档)、K42(三档)、K41(四档)、K40(五档)从而操纵电机运行。
图中Q10为副小车总电源开关,K10为正转接触器,K20为反转接触器,F21为过流继电器,当运行电流超过设定爱惜值时过流继电器动作断开K00爱惜电机。
抱闸电源直接取自现场电机三相电,减少了线路故障。
F30为副小车的二次电源,S90、S91为轨道两头的限位开关实现位置爱惜,K40、K4一、K4二、K43为切电阻接触器,K4二、K41加了延时辅助触头避免加速过快,更利于电机速度操纵,提高了靠得住率。
供电回路原理
供电回路遵循保障设备靠得住、人员平安的原那么,包括欠压、过流、重锤、舱门开关和平安栏杆门开关及综合爱惜等。
与老式天车的供电回路有所不同的是:
驾驶室和电气室各有一组启动按钮和紧急停止按钮;零位爱惜和限位爱惜移至各个机构本身的系统操纵中,在保障平安靠得住的前提下减少了供电回路的故障率。
供电原理图
供电原理如下图,Q00为隔离开关,Q0为天车总电源开关,F30为1#变压器电源,F31为操纵总电源,K015为欠压脱扣继电器,当线路电压低于必然值时动作断开总电源开关Q0爱惜各机构电气设备。
K0和K0A为总电源接触器,采纳并联接法确保当一个接触器烧坏后仍能继续供电。
F01为综合爱惜器电源,F00为综合爱惜器,当天车主电路显现错相、断相、电压不平稳等非正常状态时,F00及时动作断开触头使K011失电,从而分断总电源接触器。
F20为总过流继电器,当天车主电路电流超过设定爱惜值时动作断开触头使K013失电,从而分断总电源接触器。
K012为重锤旁路继电器,是当主钩或副钩的上限行程开关失效后的最后一道爱惜装置,触发动作后将分断总电源接触器,有效地幸免吊钩冲顶的发生,确保天车平安靠得住运行。
K014为变频器复位中间继电器,当大车或主小车变频器报故障时驾驶室按复位按钮动作,从而驱动大车或主小车的复位继电器K055复位变频器。
结论
本文要紧介绍了QY2调压调速操纵器的工作原理,和天车主钩、副钩、大车、小车各机构的电气操纵原理。
调压调速、变频器技术的应用,使操作运行加倍效率,速度操纵加倍平稳,爱惜功能加倍完善,互锁功能加倍靠得住,天车维修加倍方便。
随着工业技术的进展和进步,天车运行操纵的自动化将成为一种必然的趋势。
参考文献
QY2调压调速操纵器用户手册
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