本站原创摘 要：由于传统的桥式起重机系统存在能源浪费严重、安全性差和运行维护费用高等诸多问题.本设计介绍一种利用工业遥控器与变频调速系统在桥式起重机系统中的应用；将遥控器的输出信号输入给变频器,通过设置变频器的多段速运行改变异步动电机的电源频率,达到对电机调速的目的.本设计主要介绍了遥控接收器系统改造及起重机变频调速系统的端子接线图,实践证实：遥控器控制的变频调速系统具有明显的优越性.
关 键 词：桥式起重机遥控器变频器
中图分类号：TH21文献标识码：A文章编号：1672-3791（2014）03（a）-0079-02
桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重设备,此次改造的的桥式起重机原电控系统采用转子回路串接多段电阻进行有级调速,原调速的电阻器采用康铜材质,性脆易断裂、短路故障也有发生,电阻烧损时维修成本高,而且转子串电阻调速机械特性软,负载变化时转速也变化,调速不理想.所串电阻长期发热,电能浪费大,效率低.控制系统采用凸轮控制器、继电器、接触器等元件.致使机械冲击频繁、振动大,继电器、接触器接触不良等维修量越来越大,因故障停机导致生产不能连续进行的现象经常发生,升级改造这台起重机电控系统已是当务之急,但目前国内起重机电控系统是一种什么情况,采用哪种电控方式进行改造成为升级起重机电控系统的关键.
目前,由于传统桥式起重机的电控系统受当时经济、技术条件的限制,设计的电控系统多是由凸轮控制器控制继电器、接触器等元件,调速系统大多是绕线式三相异步电动机转子串电阻器调速,这种电控方式的起重机在工矿企业有相当大的一部分,由于便宜、技术相对成熟等原因在我国一些小的起重机制造厂还在生产.
桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位.经过几十年的发展,我国桥式起重机制造厂和使用单位在产品设计、制造工艺上、设备使用、管理上,不断积累经验,不断改造,推动了桥式起重机的技术进步,尤其是近年来,随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展,带动了电气传动和自动控制领域的发展.其中,具有代表性的交流变频调速装置和可编程控制器获得了广泛的应用,为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机系统提供了有利条件.变频技术的运用使得起重机的整体特性得到较大提高,可以解决传统桥式起重机控制系统存在诸多的问题,变频调速以其可靠性好,高品质的调速性能、节能效益显著的特性在起重机行业中具有广泛的发展前景.
变频调速、PLC可编程序控制器应用到了桥式起重机行业后,给这个行业带来了生机,但也由于采用PLC、变频器等器件后起重机的成本比较高,要求维护维修人员的技术水平也高,一些企业还是放弃了起重机的控制系统升级,能不能采用一种更经济、更实用的电控方式,经过一段时间的探讨感觉采用工业遥控器加变频器改造现有桥式起重机电控系统成为一种可能.
（1）采用工业用无线电遥控器,此种型号遥控器分为两部分：一部分为手操信号发射器；另一部分为信号接收器,如图所示,手操器上有6个双速按键、一个紧急停止开关、一个开机键,它的6个双速按键代表起重机起吊重物的吊钩有6个不同的运动方向,手操器可以控制吊钩向任意一个方向移动、也可以同时向两个甚至三个方向移动,轻按某一运动方向按键则有一个方向的继电器吸合、再按则有另一个继电器吸合而此时两个继电器吸合代表两种速度,一般设置轻按为低速、再按为高速,开机键一般设置为给起重机系统通电主接触器吸合,停止键一般设置为主接触器断开.
（2）改造遥控器.如图2b将遥控接收装置打开,找到慢上、慢下、慢东、慢西、慢南、慢北小型继电器（此小型继电器只有一个常开触点）将该小型继电器更换为相应电源电压的双常开触点的小型继电器,并将此小型继电器固定在相应的部位（接收装置内非常宽敞）,将相应引线做好标记线号引到接收装置外面,
（3）将大车、小车、主起升电机进行改造,将它们转子的滑环拆掉,并将三颗线头连在一起与电机外壳做好绝缘,拆除凸轮控制器、电阻器、将原电气控制箱内能用的接触器、继电器、过流元件等从它们原来的位子上拆下以备用.
（4）按着设计思路画出控制图纸,在确认理论上可行的基础上确认实际的控制方案.
（5）选择变频器,桥式起重机的平移机构对拖动系统的性能要求不高,为了降低改造成本,选用V/F控制方式的通用变频器即可满足要求,本例中选用了国产变频器.
起升机构要求有较高的起动转矩和调速性能,本设计选择安川H1000系列变频器,该变频器具有0.3Hz时200%转矩功能,这就保证了吊钩由运行状态降为零速时,电动机能够使重物在空中暂时停住,直到电磁制动器将电动机轴抱住为止,从而防止了溜钩.
（6）在本设计中桥式起重机的三大机构图纸设计相同,为便于维修每一机构都设计了自己的电源开关（断路器）,而每一机构的电源又都受控于总电源开关（断路器QF及接触器KM）控制,通电后及在各机构运行时,如果各变频器没有故障输出,则KM接触器正常吸合全车通电,一旦变频器有故障输出或者外电源有故障,则KA继电器断开（KA：断相及相序保护继电器）接触器KM不能吸合全车断电.各个机构的限位开关都串接在各自运动方向的启动开关上,当限位开关动作时这个方向的机械运动就停止了,此时只有按反方向的运动按键,吊车才能脱离限位位置（见图1）.
（7）本设计大车、小车及起升采用先低速后高速的两档运行方式,手轻按遥控器任一方向按键起重机就进入一档低速运行,此时,起重机吊钩将在这个方向上按设定的加速时间加速到设定的低速频率运行（根据实际使用情况设定这个低速运行频率,低速频率<高速频率）当运行频率达到低速频率后,可以根据使用情况一直保持这个频率运行,如果需要更高速运行、可继续按此键进入二档,吊钩将再按设定的加速时间加速到设定的高速运行频率运行,如需要减速或停车只需松开二档按键或完全松开按键则吊钩将按设计的减速时间进行减速直到停止.
（8）在变频器设置中由于大车、小车的运动轨迹是平移,对变频器的控制要求不高采用无P/F控制即可,在具体设置时只需考虑加速时间和减速时间,而起升和下降则是起重机变频控制的关键所在,如果变频器指令运用不合理,起升机构在启停过程中易出现“溜钩”现象.
由于制动器从抱紧到松开,以及从松开到抱紧的动作过程需要时间（约0.65s）,而电动机转矩的产生或消失,是在通电或断电瞬间就立刻反应的.因此,制动器和电动机在动作的配合上极易出现问题.如电动机已经通电,而制动器尚未松开,将导致电动机的严重过载；反之,如电动机已经断电,而制动器尚未抱紧,则重物必将下滑,即出现溜钩现象.因此要有相应的防止措施.利用变频器具有零速全转矩功能（又称零伺服功能,即零速时电动机仍能输出150%的额定转矩,使重物停在空中）,在调试时使起重机吊起额定负载,在启停过程中保证不“溜钩”电机过载最小的情况下即可,此时的电机额定转矩一般不会超过120%.
利用遥控器改造桥式起重机总体看来具有电气硬件少,连线简单,成本低等特点,特别适合一些有改造起重机要求的小型的民营企业,此改造项目至今已运行两年多,各项指标都能满足企业的要求效果非常好.