起重機電氣控制系統定子調壓調速的改造

近幾年來，我國的起重機（包括新製造的和改造的）電氣控制系統有一部分採用了變頻調速系統或定子調壓調速系統或其他的高調速控制系統，但是絕大部分起重機電其控制系統仍然採用「繞線式電動機轉子串電阻調速系統」，下面簡稱「傳統的調速系統」。

傳統的調速系統基本原理是在電動機轉子迴路串入多段外接電阻，採用主令控制器（凸輪控制器）、繼電器（時間繼電器）— 接觸器控制。比如小容量電動機多採用凸輪控制器配合電阻器進行調速，大容量電動機採用主令控制器，繼電器 — 接觸器控制轉子電阻器進行調速。

一、傳統的調速系統存在的問題

1、雖然傳統的轉子串電阻系統實現了調速功能，但由於是開環系統，使得傳動系統的機械特性很軟，調速範圍小，速度的穩定性和調速精度很差。

2、傳動系統的起動、制動過程對起重機的機械結構和電控裝置衝擊大，嚴重影響了整個起重機的使用壽命、穩定性、可靠性。

3、由於系統的機械特性軟，速度的穩定性差，特別是沒有穩定的低速，因此操作人員頻繁的依靠反接制動來進行穩鉤或者負載定位，致使接觸器在大電流的情況下頻繁的分合，經常造成接觸器觸點燒毀或粘連。

4、系統保護措施不完善，繼電器—接觸器控制系統在故障的情況下可能導致溜鉤、電機損壞，電阻器燒毀等嚴重事故。

5、傳動系統的制動是在執行狀態下進行的，對制動器損壞很大，制動閘皮磨損嚴重，需要經常維護更換。

由於存在上述問題，所以傳統的調速系統電控裝置內低壓電器元件（如接觸器等）及其他裝置（如制動器等）損壞頻率高，維護工作量大，維護成本高。並且由於經常的停車維修，會使生產受到影響。

二、問題的解決

所有上述問題，都是採用傳統的轉子串電阻系統原理本身引起的。因此，如果要解決這些問題，只有採用其他高調速系統對起重機進行改造，比如採用定子調壓調速控制系統。

1、定子調壓調速採用閉環控制系統，傳動系統的機械特性很硬，調速範圍大，速度的穩定性和調速精度很高。

2、定子調壓調速系統的起動、制動過程平穩，對起重機的機械結構和電控裝置衝擊小。

3、由於定子調壓調速系統的機械特性硬，速度的穩定性硬，有穩定的低速（我公司數位化產品最低速可達5%），定位方便。

4、有完善的系統保護措施，可避免溜鉤、電機損壞，電阻器燒毀等嚴重事故的發生。

5、電磁制動器在低速時動作, 其閘皮的磨損很小，使用壽命延長，保養時間和費用都得以減少。

三、採用定子調壓調速系統進行改造後的效果

綜合我公司各次改造專案改造後裝置的運**況以及使用者的反饋資訊，有以下幾個特點：

1. 電動機啟動、制動、加速、減速等過程更加平穩，定位更加準確，減少了衝擊。

2. 故障率大為降低，維護工作量大為減少。使用者反映：多年以來，執行穩定、可靠；操作簡單靈活；生產率比以前大為提高。

3. 安全性明顯提高。

4. 系統維護方便。因為提供了完善、詳細的系統執行狀態資訊和故障資訊而使故障診斷變得十分容易，使維護工作簡單快捷。

5. 不會出現溜鉤現象。

起重機行業採用調壓調速系統，不僅能滿足起重機工藝要求，而且克服了傳統調速系統存在的問題。同時可以通過調壓調速控制器引數設定很多種保護功能，使系統保護更加完備。

調壓調速系統的改造，一次性的成本投入是比較大的。但從降低使用維護成本、提高安全性等方面來看，也就是說綜合考慮效能、**、經濟等因數，是值得的。

改造案例

鑄造起重機主起公升機構定子調壓調速系統改造

主起公升電動機 yzr400l2-10 160kw×2 s3-60%

起重量：140t 起公升速度：v=8m/min 工作級別：a7

1、改造所需更換的主要裝置：

主起公升控制櫃、轉子電阻器、主令控制器

2、傳統的調速系統主迴路原理圖

3、定子調壓調速系統主迴路原理圖

4、主迴路元件比較

5、控制迴路比較

傳統的傳動系統控制迴路的元件較多，線路比較複雜，特別是一般都使用了5~6只時間繼電器參與控制，當時間繼電器出現故障時會引起比較嚴重的問題，如溜鉤、電機損壞，電阻器燒毀等。

調壓調速系統控制迴路的元件極少，控制線路簡單。