天车电气系统变频改造探索

天车电气系统变频改造探索

宋生斌  ,王晓栋

包钢薄板坯连铸连轧厂    内蒙古   014010

摘 要：桥式起重机是一种十分重要的起重装备，是工业生产过程中必不可少的一部分，因为这种起重设备是横架在固定跨间上空进行物体倒运的，所以又被称为“行车”或“天车”，对天车电气新增系统进行变频改造，才能使其更好地满足工业化的生产要求。基于此，本文针对天车电气控制系统变频控制改造的过程进行了分析探索，以期对相关研究人员有所帮助。

关键词：天车；电气系统；变频改造；分析探索

在工矿企业生产过程中，天车是经常应用的一种工业设备类型，传统的天车使用的是YZR交流绕线电动机，用接触器或凸轮控制器的方式对电机的启动和调速功能来进行实现的，但对该操作来说具有操作复杂、可靠性差的特点，且发生故障的频率高，需要通过变频器控制技术的应用对其进行改造，使其能够更好的满足现今相关工作应用需求。

1天车在改造前出现的弊端

1.1天车改造案例

某个制造企业有9台20/5t的天车，3台32/5t的天车，1台16t+16t的天车，天车的交流异步电机启动时电流冲击力非常大，对设备的冲击很大，产生很大的噪声，导致设备的使用寿命和定位的精准度都受到了影响，不仅如此，天车相关的费用也十分的高，还不具有节能环保的效果。因此，先选择一台32/5t的天车进行电气系统的变频改造，看改造结果能否满足客户的要求。对32/5t的天车电气系统的变频改造针对的是降低天车的使用成本，提高天车的使用寿命。以选定的改造后的天车为例，每年设备的更新费用可降低49%，后期的维护、维修费用可降低约79%，累计可节约5400元左右的设备支出。在天车的日常运行中可以节约29%的电量，年总计可以节约3900多元的电费，从长远的发展来说，节省的费用十分可观。

1.2天车传统控制系统的构造与产生问题的原因

1.2.1天车主令控制系统的构造

起重机原设计的电气元件是由小车、大车、主起升、副起升、报警和照明系统组合而成，其主要包含的元件有主回路进线开关，主进线控制接触器，脚踏开关，照明变压器，控制开关，电铃，主回路和分子回路的过热元件，主令控制箱，电机，抱闸和转子切换电阻器。原切换的过程为主令切换转子电阻，达到控制电机转速。保护系统是通过限位控制主进线接触器来达到保护目的。

1.2.2传统控制系统运行中出现的问题

   传统控制系统在运行中一般会出现以下几个问题，一是启动过程中，冲击电流过大，导致对电网冲击程度增大。二是运作中会致使机械设备的使用年限变短，还会导致电机的连轴器、钢绳等机械产生严重磨损。三是接触继电器等电器元件的接触头、线圈经常被烧毁。四是会使电动机的故障维修率变高，起重机的维修属于高空作业范围，操作起来十分不方便，也具有危险性，并且起重机发生故障还会影响生产效率[1]。

2天车电气系统变频改造的过程与优势

2.2天车电气系统变频改造的过程

在原设计控制方式上，将原来的主令切电阻调速改换成变频调速，把原电机的星点短封，同时加入4台变阻器在主钩、副钩、大车、小车的主回路系统上。同时还要在各变频器进线端安装空气开关，原主令控制器线路一组进行正反切换接点、主令电阻切除接点更换到变频控制单元区域。其中正反转主令取正、反两个接点，接入变频的正、反控制，在变频设置操作中设置输入端子为正、反控制输出，在主令控制器中，可发现原设计中有4段速把主令接点接入到变频频段控制端子，考虑到使用者的需求，在变频器中选三段速度就符合需要，分别为10、25、45HZ。这不仅可以在低速得稳定和高速的行驶中保证安全，同时也使电机运行曲线更加平滑稳定，对于转子切电阻在电气系统中的缺点，首先要改进交流电动机的调速方法，改进中首选变频调速模式，因为变频调速控制系统更具有优势，具体体现在以下几点：第一，变频器调速控制系统的超强保护性能。可以使用变频器控制电机的运行，也可以使用电机的软启动，让电机快速进行动态响应，实现无极调速，使电源的欠压、过压、过流等都能达到快速、准确的检测，从而自动采取应变措施保护电机；第二，工作可靠性提高。原拖动系统是停车时是在运动的状态下进行抱闸的，运用变频调速后，就可改变成在基本停止的情况下抱闸，这样就会降低闸皮的磨损情况；第三，具有良好的节能效果。绕线转子异步电动机在低速运作时，转子回路的外接电阻内也会消耗大量的电能，改用变频调速系统后，外接电阻内不会再产生电能消耗，即使电机在频繁的启动，也是如此。这样段时间节约的电费都十分可观[2]。

3改造后的性能分析

3.1节能效果好

系统所应用的变频器设备，本身具有自动节约能源的操作方式，,可以在很大程度上提升系统的功率因数和整机工作效率，节约能源的成效十分明显，平均节省电能率可达29%，年总计可以节约3900多元的电费，每年更新设备的费用可以降低49%左右，后期维护检修费用可降低79%，从长远的发展来看节省的费用十分可观。

3.2控制性能提高

天车使用变频控制后，机械整体性能有很大提高，升降操作平滑稳定，被吊物体精确定位，根据需要，各个方向的操作都能无级变速，可用于多种使用场合，结合变速器本身保护性能强，出现过流，过载等情况也能迅速报警和并自动停止，减少故障发生，提高安全性能，同时变速器还有限能作用，可以减缓启动时对电网的冲击力，也不影响其他设备的运做。软启动和软停止功能也减慢了机械转动冲击，增加了机械的使用年限；电动机在低速运转时，避免发生重物下滑，充分保证系统安全性能；快速的动态响应，避免出现溜钩；使用变频控制操作后，可完全杜绝操作人员的违章

操作[3]。

4结束语

32/5t的天车改造的过程和结果，为天车变频改造领域市场的开拓提供了参考，本次把天车的大车、小车、主钩、副钩系统全部改造成了变频控制模式，当然也可以根据需求，对其他任意结构进行改造。天车的改造，投资较大，回报较慢，但从长远发展来说不仅可以节省电费，维护费，还可以节省人工费用，是一项回报周期长的技术操作。

参考文献

[1]康亮. 天车电气系统变频改造探讨[J]. 市场周刊·理论版, 2020(12):207-208.

[2]陈波. 浅述天车电气系统变频改造[J]. 中国金属通报, 2020,(05):185-186.

[3]白云龙. 天车电气系统变频改造研究[J]. 城市建设理论研究（电子版）, 2020,(02):613-613.