维普资讯 http://www.cqvip.com 第ｌ３卷第２期 宽厚板 Ｖｏ１．１３．Ｎｏ．２ ２００７年４月 ＤＥ ＡＮＤ ＨＥＡＶＹ ＰＬＡＴＥ Ａｐｒｉｌ ２００７ ４３・ 宽端梁（１６ ｔ＋１６ ｔ）双钩桥式起重机的 电气设计方案优选 赵敏 （邯郸钢铁股份公司） 摘要双钩（１６ ｔ＋１６ ｔ）宽端梁桥式起重机单、双钩转换使用及双钩同步使用对中板厂板边外排和人阼 作业十分重要，本文着重介绍了该起重机主起升交流变频的配置及优点。 关键词双钩（１６ ｔ＋１６ ｔ）宽端梁桥式起重机交流变频调速单／双钩转换使用双钩同步 Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｔｗｏ Ｈｏｏｋ （１ ６ ｔ＋１６ ｔ）Ｂｒｉｄｇｅ Ｔｙｐｅ Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｃｒａｎｅ ｗｉｔｈ Ｗｉｄｅ Ｅｎｄ Ｇｉｒｄｅｒ Ｚｈａｏ Ｍｉｎ （Ｈａｎｄａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｎｅ ｈｏｏｋ ａｎｄ ｔｗｏ ｈｏｏｋ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｎｃｈｒｏｒｄｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｈｏｏｋｓ ｏｎ ａ ｔｗｏ ｈｏｏｋｓ ｂｒｉｄｇｅ－－ｔｙｐｅ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒａｎｅ ｗｉｔｈ ｗｉｄｅ ｅｎｄ ｇｉｒｄｅｒ（１６ ｔ ＋ １６ ｔ）ａｒｅ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔｎａｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈｅａｒｅｄ ｓｃｒａｐ ｒｅｍｏｖａｌ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｗｏｒｋｓｈｏｐ ａｎｄ ｆｉｎｉｓｈｅｄ ｐｌａｔｅ ｄｅｌｉｖｅｒｅｄ ｔｏ ｓｔｏｒｉｎｇ ｂａｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｍｅｄｉｕｍ Ｐｌａｔｅ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｐｌａｎｔ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｅｍｐｈａｓｉｚｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＣ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｍａｉｎ ｈｏｉｓｔｉｎｇ ｄｒｉｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｒａｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｔｗｏ ｈｏｏｋ（１６ ｔ＋１６ ｔ）ｂｒｉｄｇｅ ｔｙｐｅ ｏｖｅｒｈｅａｄ ｃｒｎａｅ ｗｉｔｈ ｗｉｄｅ ｅｎｄ ｇｉｒｄｅｒ，ＡＣ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｓｐｅｅｄ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，Ｓｗｉｔｃｈｏｖｅｒ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｎｅ ｈｏｏｋ ａｎｄ ｔｗｏ ｈｏｏｋ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｗｏ ｈｏｏｋｓ １问题的提出 邯钢中板厂现有的１８＃人库用（１６ ｔ＋１６ ｔ）宽 有：１）常规单电机设计，采用传动轴＋电磁离合 端梁双钩桥式起重机，担负所有钢板吊装人库工 器。２）常规双电机设计，采用常规两套起升机构 做又兼做圆盘剪、碎边剪及定尺剪板边、板头吊装 控制。３）变频双电机设计，采用两套起升机构变 出库天车，是拉动式过钢的第一个环节，随着产量 频调速设计。 的提高及品种的增多，其越来越不能适应生产的 ３方案对比 快节奏，经常因吊运不及而影响生产，在同跨上一 新天车势在必行。现场实际情况要求新天车必须 鉴于新１８＃双钩（１６ ｔ＋１６ ｔ）宽端梁桥式起重 具备以下功能：既能单钩使用专司吊运板边、板 机所担负的重要任务，对起升机构单、双钩转换和 头，又必须能双钩同步使用吊运人库钢板兼作 双钩工作的同步性要求很高。 １８撑人库天车的备用车。 ３．１ 常规单电机设计，传动轴加装电磁离合器 此方案虽可实现单、双钩转换和双钩同步工 ２解决办法 作，但电磁离合器对重载和频繁离合可靠性较差， 中板厂吊运长钢板常规设计是采用宽端梁双 ２００２年在原旧车上实际使用后，经常出现打齿和 钩天车，双钩必须保证同步，为做到同步主起升通 离合器脱开溜钩事故，不能保证可靠使用。 常设计成单电机双出轴，靠传动轴机械同步。 ３．２常规双电机设计，两套设计起升机构控制 既能单钩使用又能双钩同步吊装的解决办法 该设计为传统的电气系统，是靠电动机转子 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４４・ 宽厚板 第ｌ３卷 串人电阻，利用接触器来切除电阻从而实现电机 的启动及简单调速。由于技术缺陷，两套起升机 构很难保证同步。首先，吊钩速度会随着负载变 化而变化，甚至在轻载情况下，操作下降时，吊钩 不降反升；其次，两套起升机构由于机械效率、机 械磨擦力不能完全相同，会造成两套系统不同步； 还有抱闸的松紧等因素，会造成两套系统不同步。 ３．３采用变频凋速设计 起升机构采用变频调速系统，可克服上述许 多外部因素的影响，使两套起升机构速度保持同 步，单、双钩转换便利可靠。 ３．３．１变频调速的原理及特点 交流电动的转速与供电频率成正比，通过改 变电动机的定子供电频率，可以改变电动机的同 步转速，从而达到调节电机转速的目的；全数字矢 量变频调速系统以其优越的控制性能使以往难以 实现的工艺要求得以实现。 １）采甩矢量控制变频器，调速精度高（静态 精度优于０．１％）、响应速度快（毫秒级）、调速范 宽（３—１００ Ｈｚ）。系统可以实现长时间稳定低 速运行，改善了定位的准确性。 ２）数字式的参数设定和带编码器的闭环控 制，保证了相同机构多电机传动时速度的精确一 致，适用于有多个吊点和要求双钩同步的设备。 ３）变频器内部设置有转矩及电流调节器，智 能化电动机控制，具备电动机自适应功能，速度控 制更加精确。 ４）采用鼠笼型变频电机，故障率低，维护简 单方便。 ５）电动机的运行方向、速度采用无触点控 制，提高了电控系统的可靠性。 ６）具备软起动及制动力功能，加减速时间、 最大起动转矩均可设定，使得起、制动平稳，减小 和消除机械传动机构的冲击。 ７）变频器时刻检测电动机转速，主令控制器 信号与变频器给出的低速抱闸信号帽结合，控制 制动器动作，达到低速抱闸及准确定位功能。 ８）制动时可以加入电制动，且制动力矩的大 小可设定，保证紧急停车，防止事故的发生。 ９）全部采用数字系统，参数设定灵活方便， 系统配置更改容易，且不会发生漂移现象。 １０）频率为零时也能输出额定转矩的功能， 防止起吊设备溜钩现象，使吊装更加安全可靠。 １１）变频器内部配置了完善的监测保护功 能，如缺相、过流、过热、接地等故障，使故障的检 查和处理更加方便、快捷。 １２）强功能软件包及专用选件板，使得速度 的主从同步、转矩主从载荷分配可方便地实现。 ３．３．２ ３种变频设计比较 三种变频设计的相同之处是：整车采用西门 子Ｓ７—３００ＰＬＣ控制，ＰＬＣ与变频器之间通过 ＰＲＯＦＩＢＵＳ—ＤＰ网络进行数据传输，对变频器进 行操作监控及收集变频器内部的故障状态信息进 行处理。两套起升装置之间也通过ＰＲＯＦＩＢＵＳ网 络进行数据的传输，安全、稳定性更高，控制更加 准确。不同之处如下： 第一种方案：整流／回馈＋逆变器 此方案整车动力回路采用整流／回馈单元，把 交流３８０ Ｖ电压变为直流电压，起升、大车、小车 全部采用西门子全数字矢量型逆变器。 优点：整车反馈回电网，不必采用制动单元与 电阻器进行制动，整车配置整洁。缺点：价格偏 高；不能在变频系统运行过程中断电，否则造成能 量不能反馈而损坏装置。 第二种方案：全变频 所有机构包括起升、大车、小车全部采用西门 子全数字矢量型变频器，控制精度高，性能可靠， 各机构变频器互相。 优点：整车安全性提高，价格适中。缺点：由 于采用电阻器能耗制动，电阻器占用空间大。 第三种方案：起升变频＋大小车常规调速 本案只对主起升机构采用变频，大车、小车采 用常规电气系统，各机构互相。 优点：解决了双钩起升同步和单双钩转换问 题，费用低，够用。缺点：大、小车运行性能没有得 到根本提高。 ４结论 通过以上对比分析，采用交流变频调速方案 的第３种形式（起升变频＋大小车常规调速）较 为经济合理，可达到简单实用的效果。 赵敏，男，２００３年毕业于北京科技大学机械设计及自动 化专业，工程师。 收稿日期：２００７＿＿０１—０６
