起重变频智能设计和制造

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郑恒电气

出口柬木寨75/20t桥机电器

桥机用联动台电器

 

高度传感器

广西启闭机电器

75/20t桥机吊装汽轮机现场(衡水恒丰电厂)

45t地铁口翻渣机

葛洲坝集团伊朗水电站125/20t桥机

呼和浩特铁路局焊轨厂新型百米组吊工作现场

北京华能电厂ABB变频电器(100/30t)桥机

10t双梁电器

 

500t桥机贵州东风水电厂

移动输煤皮带机

输煤皮带下煤口

输煤皮带犁煤器

南宁车辆段ACS550变频器在起升机构应用

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

《梦想设计和制造》

起重机电气梦想设计和制造

起重电气的设计和制造有很大一部分工作是现场调试工作,包括程序和变频设计都需要现场加载试验调试:电机模型加载试验和程序加载试验,《梦想设计和制造》主要是通过规范设计和规范制造实现工地现场免调试或少调试,减少工地服人员的数量和技术水平(应该是一般电工就能胜任的工作),对于一些单位技术人员少或工地偏远的项目十分需要;我们经过多年探索已经完成了起重电气工地免调试的梦想设计。在起重变频方面我们采用有效转矩区域法计算使起重机工作在安全工作转矩区域内;大量应用西门子MM440变频器在起升机构效果很好,期待更多客户跟我们合作,我们积累了很多工程案例可以供大家考察:

 

序号设备名称变频器品牌制造单位工程地点工地服务150/10t桥机西门子MM440河南中州起重机团有限公司西昌攀枝花免调试275/20t桥机西门子MM440广西柳州水工机械厂柬木寨免调试332/5t龙门:3西门子MM440河南省中原起重机械总厂山西长治潞安矿务局免调试450/10t桥机:1西门子MM440河南省中原起重机械总厂山西长治潞安矿务局免调试580/20t桥机:1西门子MM440河南省中原起重机械总厂山西长治潞安矿务局免调试6250/50t桥机:1西门子MM440河南中州起重机团有限公司新疆乌木鲁齐免调试7100/20t桥机:1西门子MM440河南中州起重机团有限公司新疆乌木鲁齐免调试832/5t龙门:3西门子MM440河南中州起重机团有限公司新疆乌木鲁齐免调试950/10t龙门:3西门子MM440河南中州起重机团有限公司新疆乌木鲁齐免调试1016/3.2t桥机:3西门子MM440河南中州起重机团有限公司新疆乌木鲁齐免调试112X25t门机西门子MM440贵州鱼塘水电站改造项目免调试

 

 

起重变频设计和制造

 

1、目前状况:变频器应用于起重机的最大优势是调速方便;调速范围宽,基本达到1:10,实现了软启动,起动电流控制在额定电流2倍以内;但是变频器的应用不是每个单位都能掌握的技术,时常会有部分设备出问题,多数在二次起升时出现溜钩现象。这些问题的出现跟我们对变频器技术的掌握有关;也跟我们对起重机起升机构技术的了解也有关,但是在设备厂这是分别属于两个部门的两项工作,两个部门是两个专业:钢结构设计和电气设计,变频设计又是起重机电气设计的一部分;国家还没有相关设计标准和规范,基本上是电气工程师依据工程经验选型和设计;是一种摸索状态,于是会有哪个品牌的变频器适合于起重机,那个品牌的那个系列不能应用于起重机;甚至出了很多问题,大家都说不能用,例如西门子通用型MM440变频器不能够应用于起重机,成为禁区。

2、起重变频设计:起重机变频应用设计依据机构不同分运行机构和起升机构,这里专门针对起升机构进行讨论;之所以会出现很多问题是因为我们大多数电气工程师不了解起升机构的机械设计原理,在机械设计方面国家有相关设计原理和规范。例如电机的选型设计:首先是功率设计选型,然后是发热系数和转矩校核设计以及速度匹配等,这几项都完成了才达到目标。最后根据工作级别不同在进行换算设计,也就是说同一台电机(基座号相同)在不同的工作级别下功率和转矩是不同的,因为冶金起重用电机是特殊电机在不同工作环境下过载能力是不同的,电机样本手册介绍很全面。变频设计基本原理用简单一句话就是:满足电机在启动和工作过程中以及负载发生变动突变时能适应电机的要求。说起来简单做起来困难;一般的做法是变频器容量比电机容量大一挡,例如:如果电机功率PN=15KW,变频器功率PN=18.5KW;(因为这里有个矛盾就是变频器选型过于大不经济,在满足技术指标的条件下;因为大两挡更能满足要求)在这里我可以明确告诉各位不是所有品牌的变频器比电机容量大一挡就能满足要求,有时需要变频器比电机容量大两挡,有时不需要;这些数据都是需要依据起重机性能和变频器性能计算出来的。

电机的技术数据:⑴、额定功率;⑵、额定电流;⑶、额定转矩;⑷、启动转矩;⑸、转速等,变频设计的第一步是对电机功率进行校核计算;依据起重机的性能指标起升速度和起升重量进行比较电机选型是偏大或偏小;第二部依据变频器性能指标:⑴、额定功率;⑵、额定电流;⑶、过载能力等进行计算选什么样的变频器能满足起重机电机要求,考虑因素很多;起重机类型:例如桥机和门机都需要125%重载试验;水利闸门启闭机是按启门力设计的(闸门重量的2倍);总之一句话起重机电机不论什么时候都是工作在安全转矩曲线内的,以上谈的是变频器的选型设计,接下来变频器制动电阻的设计选型我可以负责任的告诉大家不是变频器手册给出的数据,那仅仅是参考(手册给出的数据一般是按10%接电持续率给出的参考值,实际应用中多数不能适用);我们经过多年的实践经验认为:制动电阻功率跟起重机起升重量和速度以及起升高度都有关,变频器选型完成后进行制动电阻值的选型,原则是电阻值不能小于制动单元允许最小阻值,很多变频器在一定功率段是内置制动单元的(安川变频器H系列在功率小于30KW以下功率段内置制动单元),制动单元的功率是一项技术指标,依据最大制动电流可以计算出最小电阻值,制动单元的功率结合电机功率可以确定制动电阻功率;外置制动单元时也是依据制动单元功率结合电机功率可以确定制动电阻功率,但是都要考虑一个因素起升高度,起升高度决定了制动工作时间即制动率;工作时间大于10分钟的要考虑增加电阻功率,因为电阻发热系数偏大,不易散热;最后看变频器I/O端子是否满足电气控制要求,起重机起升机构一般情况下操作方式是:有挡无级换向控制,即有两个操作端子进行换向:上升/下降;两到三个端子进行速度切换即换挡;一个端子进行故障复位。输出端子基本上两个够用,一个是变频器故障输出,告知电气控制系统变频器出现故障,不具备工作条件;系统不能工作。另一个端子是制动器(抱闸)控制输出,什么时候制动器工作,什么时候制动器关闭;跟电机的工作状态相配合保证起重机处于安全工作状态。

3、起重机电气设计:起重机变频电气设计是配合变频器完成可靠的操作控制系统,很多工艺逻辑要求都是通过变频电气设计完成的,例如上限位/下限位控制;超载控制;与其他机构的逻辑关系(零位保护,舱门安全保护等);换向互锁逻辑等。电气设计线路形式多样:PLC控制加触摸屏显示,普通线路,凸轮控制等。更先进的还会应用遥控器控制,要求两车或多车联动等。这个环节需要设计工程师对PLC和触摸屏很熟悉才能胜任工作。

4、新技术的应用:变频器共直流母线技术应用于起重机变频设计经济效益和技术效益都很好;比较适合在双吊点机构运行或则主副升机构工况,一般情况下例如双小车机构需要共同抬一个大件重物,一般设计是各机构安装光电编码器通过速度同步实现安全吊重,最大缺陷是如果一端超载动力很难调整,闭环控制过载能力有限;如果是共直流母线技术:将两台变频器直流母线端相同极性并接达到两台变频器的直流母线电压一体化,两套整流装置向一套直流供电,直流母线电压很稳定,可以实现负载自动分配:负载大的变频器电流大,负载轻的变频器电流小;但是速度同步性很好,不需加装编码器,贵州省华电集团乌江公司东风电厂250t+250t厂房桥机应用共直流母线技术,双小车抬水轮机定子效果很好;没有安装编码器。如果在单机构工作状态下等于系统负载能力增加20%;因为只有在模块过流时系统才会报警,不会出现直流母线因负载增大而欠压报警。若发电状态直流母线储能吸收能力大一倍,电压过压报警也会减少。

5、全新营销理念:依据我们以上的讨论很多起重机制造厂家和起重机客户不拥有相关专业技术人员,基本都是依靠变频器或则PLC的销售商指导进行变频器起重机电气设计应用,分销商最大的特点是只对单台产品质量负责任不对系统负责,我们是系统集成商有能力对整个电系统负责任;提出的理念是:我设计你制造;我们依据客户提出的起重机主要技术特性表(包括各机构电机数量和功率转速等)进行设计选型(选什么样的变频器)和相关电气设计(PLC和触摸屏编程和图纸设计以及变频器相关参数调试);作为客户只需要按我们提出的供货清单买货即可,系统的技术指标和起升机构的安全工作我们保证(签订在合同内),合作方式两种⑴我们按清单供货设计费用含在销售利润里面;⑵客户支付劳务费我们设计,客户另行供货;我们经营实践中跟很多客户采取了这种销售方式效果很好,制造在客户解决了就业问题(制造厂都有很多产业工人),技术换市场(制造厂电气技术力量薄弱)每个人干自己能干好的事情,我们专心去研究各品牌变频器的技术特点和性能;已经在西门子MM440,G120等产品有了很大突破,过去几年我们大量应用西门子MM440,G120变频器在起升机构中为广大客节约了很多资金相对S120系列变频器;相关应用情况详见http//www.zzhkdz.com产品业绩栏目里;河南中州起重机团新疆乌木鲁齐项目一次11台起重机35台西门子MM440效果良好。我们期待推广这种营销模式使客户和供货商达到双赢。最后总结一句话只要是产品质量可靠的变频器都能应用于起重机行业,只是怎样合理选型和设计问题,我们曾将安川F7系列变频器应用在起升机构,大家可以思考一下这个问题,欢迎交流相互学习。

  最近安川A1000系列变频器和ABB ACS550系列变频器应用在起重机起升机构;通过了现场载荷试验;效果良好;经济效益显著。

 

2019年8月16日 14:29
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