100吨天车的电气操纵Word格式.docx

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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