一、原系統(tǒng)情況分析：

26噸門式起重機(jī)是一種用來起吊、放下和搬運(yùn)重物、并使重物在一定距離內(nèi)水平移動的起重、搬運(yùn)設(shè)備，在生產(chǎn)過程中有著重要應(yīng)用。26噸門式起重機(jī)，原設(shè)備電氣驅(qū)動系統(tǒng)分為起重機(jī)升降、小車、大車三部份。其中起重機(jī)升降由一臺55kW的交流異步電動機(jī)驅(qū)動，大車由四臺11 kW交流異步電動機(jī)、小車由兩臺4.0 kW交流異步電動機(jī)驅(qū)動。在原傳動控制中，由于工作環(huán)境差，粉塵和有害氣體對電機(jī)的集電環(huán)、電刷和接觸器腐蝕性大，加上工作任務(wù)重，實際過載率高，由于沖擊電流偏大，容易造成電動機(jī)觸頭燒損、電刷冒火、電動機(jī)及轉(zhuǎn)子所串電阻燒損和斷裂等故障, 影響現(xiàn)場生產(chǎn)和安全，工人維修量和產(chǎn)生的維修費(fèi)用很高，并且原調(diào)速方式機(jī)械特性較差，調(diào)速不夠平滑，所串電阻長期發(fā)熱浪費(fèi)能量。

綜上所述原設(shè)備存在的主要缺點如下：

（1） 拖動電動機(jī)容量大，起動時電流對電網(wǎng)沖擊大，電能浪費(fèi)嚴(yán)重。

（2） 起重機(jī)升降、小車、大車起動、停止速度過快，而且都是慣性負(fù)載，機(jī)械沖擊也較大，機(jī)械設(shè)備使用壽命縮短，操作人員的安全系數(shù)較差，設(shè)備運(yùn)行可靠性較低。

（3） 由于電動機(jī)一直在額定轉(zhuǎn)矩下工作，而每次升降的負(fù)載是變化的，因此容易造成比較大的電能浪費(fèi)。

（4） 起重機(jī)每天需進(jìn)行大量的裝卸操作，由于繞線式電機(jī)調(diào)速是通過電氣驅(qū)動系統(tǒng)中的主要控制元件——-交流接觸器來接入和斷開電動機(jī)轉(zhuǎn)子上串接的電阻，切換十分頻繁，在電流比較大的狀態(tài)下，容易燒壞觸頭。同時因工作環(huán)境惡劣，轉(zhuǎn)子回路串接的銅電阻因灰塵、設(shè)備振動等原因經(jīng)常燒壞、斷裂。因而設(shè)備故障率比較高，維修工作量比較大。同樣小車、大車的運(yùn)轉(zhuǎn)也存在上述問題。

（5） 在起重機(jī)起升的瞬間，升降電動機(jī)有時會受力不均勻，易過載，直接造成電機(jī)損壞或者鋼絲繩斷裂。

（6） 為適應(yīng)起重機(jī)的工況，起重機(jī)的操作人員經(jīng)常性的反復(fù)操作，起重機(jī)的電器元件和電動機(jī)始終處于大電流工作狀態(tài)，降低了電器元件和電動機(jī)的使用壽命。

（7） 起重機(jī)工作的協(xié)調(diào)性主要靠操作人員的熟練程度。由于升降、大車、小車三個凸輪控制器之間沒有固定的聯(lián)系，在起重機(jī)工作時操作人員勞動強(qiáng)度比較大，容易疲勞，易產(chǎn)生誤操作。

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本次改造的起重機(jī)采用先進(jìn)的可編程控制技術(shù)（PLC）和變頻器技術(shù)，以程序控制取代繼電器————接觸器控制，交流電動機(jī)調(diào)速方式采用變頻調(diào)速，進(jìn)而實現(xiàn)了起重機(jī)的半自動化控制。

二、系統(tǒng)的主要功能和特點：

起升、大、小車電氣傳動部分均采用變頻調(diào)速和可編程控制，大部分元器件均采用進(jìn)口設(shè)備，具有技術(shù)先進(jìn)、安全可靠等特點。

（1）起升系統(tǒng)采用一套裝置，減輕小車自重，額定起重負(fù)荷26噸。

（2）可以根據(jù)被吊重物的不同，自動切換空鉤、副鉤、主鉤、增噸四種起升工作速度。

（3）重量信號由QCXB重量測控儀將重量傳輸給控制系統(tǒng)，實現(xiàn)重量速度的自動切換。

（4）起升系統(tǒng)采用磁通矢量閉環(huán)控制，提升了起動力矩，零速時可提供全轉(zhuǎn)速控制，有效防止了電機(jī)由于力矩不足而產(chǎn)生的“飛車”事故。

（5）改善了起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)性能：采用變頻可以實現(xiàn)升降平穩(wěn)加減速，減少了起升和停止時的電流沖擊，改善了起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)性能，增大門吊動剛度值。

三、起重機(jī)改造部分：

1、小車行走部分：

（1）電機(jī)采用原來電機(jī) （YZ132M—6 4.0KW 兩臺 In=9.2A n=915rpm）
（2）調(diào)速系統(tǒng)采用日本安川G7-A4011（功率為11Kw）變頻器及制動電阻
（3）減速箱采用原來的。

2、大車行走部分：

（1）電機(jī)采用原來電機(jī)（YZ180L—8 11.0Kw 四臺 In=25.8A n=694rmp FC=40%）
（2）變頻器采用日本安川G7-A4055（功率55Kw） 一臺
制動單元 CDBR-4030 二臺
制動電阻 2500W/60? 六根
（3）減速箱采用原來減速箱

3、起升部分：

（1）、電機(jī)采用原來上海起重電機(jī)廠起重變頻專用電機(jī)（不更改），電機(jī)型號：YZB280M—8，55Kw FC=40%

（2）變頻器采用日本安川 G7-A4075（功率75Kw） 一臺
制動單元 CDBR-4045 二臺
制動電阻 2500W/54? 八根

日本安川電機(jī)公司G7變頻器， 具有如下特點：
具有全程磁通矢量點，具有可靠的力矩控制，采用磁通檢測控制技術(shù)，直接控制電動機(jī)的力矩。
具有寬范圍的精確控制，無論負(fù)載如何變化,都能從1/100低速度至高速度的高精度運(yùn)轉(zhuǎn)。
已經(jīng)實現(xiàn)了無輸出畸變，減少了電機(jī)噪聲。
優(yōu)秀的零飼服功能，對急速變化的負(fù)載波動具有很強(qiáng)的適應(yīng)性?？刂乒δ荦R全，控制方便。

（3）減速器采用原來減速器，型號：JZQ750（速比I=31.5）

4、操作部分：

采用凸輪控制器進(jìn)行大、小車及起升調(diào)速控制。

技術(shù)指標(biāo)：
額定起升重量： 26t（噸）
起升速度： 0～18m/min
主鉤 10～26t 9.8m/min
副鉤 0～10t 18m/min
大車行走速度： 0～43m/min
小車行走速度： 0～39.5m/min
負(fù)載重量信號精度：3%以內(nèi)
電源電壓：360～420V 頻率：50HZ 精度：10%
環(huán)境溫度： -10～50攝氏度
節(jié)省電率： 20%以上

四、門式起重機(jī)采用變頻調(diào)速的效果分析：

變頻調(diào)速和可編程控制及速度控制門吊起升、大、小車系統(tǒng)?？梢蕴峁堥T吊的安全性、可靠性，而且可以明顯提高裝卸效率，減低能源的消耗，減低維修費(fèi)用，減少勞動強(qiáng)度。滿足其工礦和作業(yè)需要，適應(yīng)裝卸作業(yè)向集裝箱化運(yùn)輸方向發(fā)展的要求。

1、變頻器調(diào)速控制系統(tǒng)的保護(hù)功能強(qiáng)：

A、變頻調(diào)速以其體積小、通用性強(qiáng)、動態(tài)響應(yīng)快、工作頻率高、保護(hù)性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而優(yōu)于以往的任何調(diào)速方式；

B、使用變頻器控制電機(jī)的運(yùn)行控制，可以進(jìn)行電機(jī)的軟啟動，而讓電機(jī)具有很快的動態(tài)響應(yīng)并且實現(xiàn)無級調(diào)速；另外對電機(jī)的一些參數(shù)做補(bǔ)償；對電源的缺相、欠壓、過壓、過流等都能做到很及時很準(zhǔn)確的檢測而自動采取應(yīng)變措施保護(hù)電機(jī)；

2、工作可靠性顯著提高，主要有以下幾個方面：

A、電磁鐵的壽命可大大延長 原拖動系統(tǒng)是在運(yùn)動的狀態(tài)下進(jìn)行抱閘的，采用變頻調(diào)速后，可以在基本停住的狀態(tài)下進(jìn)行抱閘，閘皮的磨損情況大為改善；

B、操作手柄不易損壞 原系統(tǒng)的操作手柄因常常受力過大，屬于易損件。采用變頻調(diào)速后，操作手柄的受力將大大的減小，不容易損壞；

C、控制系統(tǒng)的故障率大為下降，原系統(tǒng)是由于十分復(fù)雜的接觸器、繼電器系統(tǒng)進(jìn)行控制的，故障率較高。采用了變頻調(diào)速控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)可大大簡化，可靠性大為提高。

3、提升系統(tǒng)的安全性，根據(jù)不同的重量，符合自動控制速度，可有效的避免超載的現(xiàn)象，杜絕事故發(fā)生。同時降低了維修工作量和維修費(fèi)用。

4、提高系統(tǒng)的可靠性和改善起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)性能。

由于變頻器自身具有完善的保護(hù)功能、自診斷功能和較強(qiáng)的抗干擾功能，實現(xiàn)主、付鉤合用一套起升裝置，小車自重減輕，升降平穩(wěn)加減速，減少起升和停止時的沖擊，改善了起重機(jī)鋼結(jié)構(gòu)的性能。因此，整體系統(tǒng)的可靠性大為提高，龍門吊的故障率大大減低。

5、提高裝卸作業(yè)的穩(wěn)定性和裝卸效率。

系統(tǒng)具備隨時修改升降速度、加減速時間等工藝參數(shù)，使龍門吊始終能保持在最佳的運(yùn)行狀態(tài)，保證貨物能在空中準(zhǔn)確定位，確保貨物的安全。加之系統(tǒng)的安全性、可靠性，既可以大大提高裝卸效率，更可提高作業(yè)效率，工作效率是沒裝變頻器的30%以上。

6、調(diào)速質(zhì)量明顯提高，采用了變頻調(diào)速系統(tǒng)后，調(diào)速范圍有PG矢量控制時1：1000，無PG矢量控制時1：100，速度控制精度有速度傳感器矢量控制 0.01%，無速度傳感器矢量控制0.1%最高頻率，并且調(diào)速平穩(wěn)，能夠長時間低速運(yùn)行，具有很高的定位精度和運(yùn)行效率。

7、節(jié)能效果提高顯著，繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)在低速運(yùn)行時，轉(zhuǎn)子回路的外接電阻內(nèi)消耗大量的電能。采用變頻調(diào)速系統(tǒng)后，非但外接電阻內(nèi)消耗的大量電能可以完全節(jié)約，并且在起重機(jī)放下重物時，還可將重物釋放的位能反饋給電源。