【正文】 速、調壓調速、串級調速和變頻調速等多種調速方式。 最初的起重機拖動系統(tǒng)是由交流繞線電動機來拖動。通過改變串入轉子回路的電阻值來改變電機的機械特性。從而達到啟動、停止和調速的目的。 小功率可控硅技術的發(fā)展 ,國外設計出了里奧納度系統(tǒng) ,國內稱作電動 發(fā)電 電動系統(tǒng) :即由一臺大功率交流電動機拖動幾臺直流發(fā)電機 ,直流發(fā) 電機的輸出作為直流電動機的電源 ,再由直流電動機拖動起重機的各個機構使其起重運行。小功率可控硅的電流作為直流發(fā)電機的勵磁電流 ,從而改變發(fā)電機的直流輸出電壓 ,直流電動機則獲得可變的直流電源 ,直流電機的速度與直流電壓成正比 。通過以上控制回路 ,達到調速的目的 。即通過調節(jié)小電流 (小功率可控硅 )來達到調節(jié)大電流 (直流電動機 )的目的。 當大功率可控硅的技術發(fā)展成熟 ,各大電氣公司相繼開發(fā)出了大功率的直流拖動系統(tǒng)。起重機的拖動系統(tǒng)相應地發(fā)展成直流拖動系統(tǒng)。交流電源送入直流拖動系統(tǒng) ,直流系統(tǒng)將交流電整流成電壓可調的直流電 源來驅動直流電機 ,達到調速的目的。 1998 年以后 ,隨著大功率 IGBT 技術的發(fā)展 ,大功率交流變頻驅動器得到了快速的發(fā)展 ,起重機的拖動系統(tǒng)逐步采用交流變頻電機加交流變頻驅動器的拖動形式 ,以代替直流系統(tǒng)。這是由于相比直流系統(tǒng) ,交流電機維護容易、費用低、調速范圍廣。 串電阻、渦流調速、脈沖調速等調速方案為傳統(tǒng)調速方式 ,其主要缺點是啟動制動電流大 ,對機械系統(tǒng)的沖擊強 ,隨環(huán)境溫度變化所造成的誤差大、不易實現據通訊 ,對電機保護不全等。隨著交流電機變頻器的應用和普及 ,人們已經逐漸淘汰繞線式電動機轉子回路串電阻 調速這一落后調速方式 ,采用先進的變頻調速技術取而代之 ,實現了提升機構的平滑調速和節(jié)能運行 ,并將電網功率因數提高到 以上 ,同時省去了調速接觸器、正反轉接觸器等元件 ,完全解決了傳統(tǒng)提升機構存在的固有缺點 ,使設備性能得到了極大提高。 電動機的變頻調速方式主要有 V/F 調速和矢量調速。 V/F 調速 ,簡單的說就是調壓調頻 ,主要應用于風機、水泵等機構。矢量變換控制是 20 世紀 70 年代原西德 Blascehke 等人首先提出來的。其基本思想是把交流異步電動機模擬成直流電動機 ,能夠像直流電動機一樣進行調速控制。采用矢量控 制的目的 ,主要為了提高變頻調速的動態(tài)性能。 變頻器具有電機參數自適應功能 ,在投入正式運行之前同構空載電動機的試行 ,變頻器自動測試并讀取電動機的全部參數并進行優(yōu)化處理 ,從而使電動機工作在最佳狀態(tài)。變頻調速裝置本身設有過電流、短路、過電壓、欠電壓、瞬時停電、缺相、輸出端接地等故障保護。當上述故障出現時 ,變頻器將停止工作 ,并以代碼形式在 LCD 屏幕。 電氣控制技術簡介 電氣控制技術是用以實現工業(yè)生產過程自動化的控制技術 ,它以各類電動機為動力的傳動裝置和系統(tǒng)為對象。電氣控制系統(tǒng)是其中的主干部分。電氣控制系 統(tǒng)主要包括普通電氣傳動控制 (速度、位置、壓力、張力、流量等 )系統(tǒng)。綜合自動化系統(tǒng)以及自動生產線。他們是現代化生產的好、重要組成部分和基石。電氣控制系統(tǒng)廣泛應用于各個工業(yè)部門及凡是需要動力的場合中 ,該系統(tǒng)是由電動機及供電、檢測、控制裝置組成的反饋控制系統(tǒng) ,是把電能轉化電能量的裝置 ,其特征是 :它能自動完成能量的變換和控制所需的信息處理 。其結果是 :改善人們在生產及生活中的工作條件 ,大幅度提高全社會生產和再生產效率。因此 ,電氣控制系統(tǒng)自動化是提高勞動生產率的合理手段 ,是促進國民經濟不斷增長的重要因素。 電氣控 制電路的實現 ,可以使繼電器 接觸器邏輯控制方法、可編程邏輯控制方法及計算機 (單片機等 )控制方法等。而現代控制技術已將這些方法融為一體 ,生產現場已難以將其嚴格區(qū)分。盡管如此 ,繼電器 接觸器的邏輯控制方法仍然是基本方法。低壓是現代工業(yè)過程自動化的重要基礎件 ,是組成電氣成套設備的基礎配套元件 ,包括控制電器和配電器。 電氣控制技術是一門實用性很強的技術科學。也是一門多學科交叉的專門技術。它集中體現了電機控制技術、傳感器技術、電力電子技術、微電子技術、自動控制技術和通信技術的有機結合劑最新發(fā)展成就。幾乎每種技術 出現的新進展 ,特別是計算機技術的應用、新型控制策略的出現 ,都不斷地改變著電氣控制技術的面貌 ,促使它正向著集成化、智能化、信息化、網絡化方向發(fā)展。電器元件本身也朝著新領域發(fā)展 ,不斷涌現出新產品一些電器元件被電子化、集成化 。一些電器元件采用了新技術成為智能化、可通訊電器 。有些完全改變了傳統(tǒng)電器的觀念 ,從傳統(tǒng)的現場開關量、模擬量信號控制方式 ,轉為現場級的數字化網絡方式。這些都體現了當代工業(yè)現代化的技術進步 ,標志著現代電氣控制技術將產生巨大的變革和飛躍。 本課題設計的任務與意義 本設計的任務主要有以下 幾個方面 : 1 對橋式起重機控制要求的分析來明確需要控制對象以及在控制中出現的相關情況的保護和限制 ,從而使所設計的系統(tǒng)能夠按照設計的要求安全、可靠、穩(wěn)定地運行。同時又要考慮該設計在現有條件下的可實現性和必要性。 2 確定控制對象的具體參數 ,以利于相關配置的選擇。 3 根據控制要求確定控制方案。 4 繪制主電路和控制電路原理圖實現其控制方案。 5 相關參數的計算與主要元器的選擇。 6 繪制安裝接線圖。 7 編寫 PLC 梯形圖。 傳統(tǒng)橋式起重機的控制系統(tǒng)主要采用交流繞線轉子串電阻 的方法進行啟動和調速 ,繼電一接觸器控制 ,這種控制系統(tǒng)的主要缺點有 : (1)橋式起重機工作環(huán)境差 ,工作任務重 ,電動機以及所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生。 2 繼電一接觸器控制系統(tǒng)可靠性差 ,操作復雜 ,故障率高。 3 轉子串電阻調速 ,機械特性軟 ,負載變化時轉速也變化 ,調速不理想。所串電阻長期發(fā)熱 ,電能浪費大 ,效率低。 要從根本上解決這些問題 ,只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式。其中 ,具有代表性的交流變頻調速裝置和可編程控制器獲得了廣泛的應用 ,為 PLC 控制的變頻調速技術在橋式起重機系統(tǒng)提供了有利 條件。變頻調速以其可靠性好 ,高品質的調速性能、節(jié)能效益顯著的特性在起重運輸機械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。 橋式起重機簡介及相關參數的介紹 橋式起重機的簡介 橋式起重機是橫架于車間、倉庫和料場上空進行物料吊運的起重設備。由于它的兩端坐落在高大的水泥柱或者金屬支架上 ,形狀似橋。橋式起重機的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行 ,可以充分利用橋架下面的空間吊運物料 ,不受地面設備的阻礙。它是使用范圍最廣、數量最多的一種起重機械。 1 橋式起重機應用 橋式 起重機是現代工業(yè)生產和起重運輸中實現生產過程機械化、自動化的重要工具和設備。 所以橋式起重機在室內外工礦企業(yè)、鋼鐵化工、鐵路交通、港口碼頭以及物流周轉等部門和場所均得到廣泛的運用。 2 橋式起重機分類及相關組成 橋式起重機可分為普通橋式起重機、簡易梁橋式起重機和冶金專用橋式起重機三種。 普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構、橋架金屬結構組橋式起重機。起重小車又由起升機構、小車運行機構和小車架三部分組成。起升機構包括電動機、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機通過減速器 ,帶動卷筒轉動 ,使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下 ,以升降重物。小車架是支托和安裝起升機構和小車運行機構等部件的機架 ,通常為焊接結構。起重機運行機構的驅動方式可分為兩大類 :一類為集中驅動 ,即用一臺電動機帶動長傳動軸驅動兩邊的主動車輪 。另一類為分別驅動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅動。中、小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式 ,大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調整 ,驅動裝置常采用萬向聯軸器。起重機運行機構一般只用四個主動和從動車輪 ,如果起重量很大 ,常用增加車輪的辦法來降低輪壓。當車輪超過 四個時 ,必須采用鉸接均衡車架裝置 ,使起重機的載荷均勻地分布在各車輪上。橋架的金屬結構由主梁和端梁組成 ,分為單主梁橋架和雙梁橋架兩類。單主梁橋架由單根主梁和位于跨度兩邊的端梁組成 ,雙梁橋架由兩根主梁和端梁組成。主梁與端梁剛性連接 ,端梁兩端裝有車輪 ,用以支承橋架在高架上運行。主梁上焊有軌道 ,供起重小車運行。橋架主梁的結構類型較多比較典型的有箱形結構、四桁架結構和空腹桁架結構。箱形結構又可分為正軌箱形雙梁、偏軌箱形雙梁、偏軌箱形單主梁等幾種。正軌箱形雙梁是廣泛采用的一種基本形式 ,主梁由上、下翼緣板和兩側的垂直腹板 組成 ,小車鋼軌布置在上翼緣板的中心線上 ,它的結構簡單 ,制造方便 ,適于成批生產 ,但自重較大。偏軌箱形雙梁和偏軌箱形單主梁的截面都是由上、下