1 概述
桥式起重机是工矿企业中运用非常广泛的一种起重机械，我厂输煤体系现有多台桥式起重机，作业量大，运用频频。桥式起重机电力拖动体系多选用绕线式沟通异步电机，转子回路内串入多段外接电阻调速，选用凸轮操控器、继电器、接触器操控。这种操控体系首要缺陷是:
1)大车、小车、吊钩升降、开闭拖动运转体系选用变阻调速，运转功用差，并且电阻元件运用一般康铜质料，性脆易开裂，故电阻烧损和开裂毛病时有发生，又制成栅状，高温时易曲折变形形成短路事端。
2)电机转子串电阻调速属能耗型转差调速，能耗大，机械特性软，调速规模小，滑润性差。
3)因为现场环境中粉尘、有害气体对电动机集电环、继电器的腐蚀，再加上继电器、接触器操控体系切换频频，起动时，冲击电流大，因而触头烧损、电刷冒火、电动机烧损毛病时有发生，毛病率高。
4)调速滑润性差，对减速机、连轴器、钢丝绳的机械冲击大，影响运用寿命。
5)体系抱闸是在运动状况下进行的，对制动器危害很大，闸皮磨损严峻。
跟着电力电子技能的飞快开展和软件技能的老练，变频器的功用和牢靠性都有了很大的进步。因而，在桥式起重机上运用PLC和变频调速技能，可完结桥式起重机的抓斗的升降、开闭，小车和大车组织的无级调速，然后极大地进步了体系运转的安全性和精确性。
2 变频调速改造计划
对背负我厂9台锅炉和6台造气炉质料煤上料作业的3#吊车(10 t 桥式起重机)的大、小车电力拖动体系，吊钩升降、开闭电力拖动体系进行变频调速技能改造，以改进其操作功用、下降毛病率。桥式起重机的电气传动体系作业原理框图如图1所示。
2.1 变频调速改造计划设计
10 t桥式起重机的电气传动体系为：大车电动机2 台，额外功率2×11 kW;小车电动机1 台，额外功率15 kW;提高电动机1台，额外功率37 kW;开闭电动机1台，额外功率37 kW。改造的详细设计计划是:
1)电动机选用原有的，即大车的鼠笼式异步电动机，其他的绕线式异步电动机坚持不变。
2)用4 台变频器来操控5 台电机，完结重载发动与变频调速，主电路电气原理框图如图1所示。
3)电气操控体系华夏各电气操控柜和继电器、接触器一概撤销，更换为新电气操控柜，变频器选用的是日本安川CIMR-G7A、CIMR-G7B、CIMR-F7B 系列起重专用变频器。
4)调速办法选用具有矢量操控功用的变频调速体系，转速分挡调理。
5)制动办法选用再生制动、直流制动和电磁机械制动相结合的办法。运转(重物下降)时，采纳在变频器直流回路内接入制动电阻的办法消耗掉再生的电能，把运转的大、小车和吊钩敏捷而精确地中止住(速降为0)。吊钩作业时，常常有将重物在半空中逗留一段时刻的现象(如重物在空中平移或忽然停电时)，变频调速体系尽管能使重物停住，但因简单遭到外界要素的搅扰(如平移经常呈现断电)，牢靠性差。因而，还必须一起采纳电磁制动器进行机械制动以合作牢靠完结作业。
2.2 电气作业原理
1)吊钩升降、开闭组织电气拖动体系吊钩升降、开闭组织拖动体系各有一台电机，因为吊钩升降、开闭组织拖动体系电机一起作业，因而两套组织不能共用一套变频器。在司机操作室联动台上别离设有吊钩升降、开闭组织主令操控器Ks、Kf。体系的操控指令，由司机室联动台主令操控器Ks、Kf 给出，经PLC 运算后给出操控变频指令：上升、下降、翻开、封闭、加快、减速。吊钩升降、开闭组织制动翻开由变频器输出继电器经PLC 逻辑运算后驱动制动器操控接触器Cs、Cf，使制动器动作。
变频器有短路、过压、缺相、失压、过流、超速、接地等各种维护功用和毛病自确诊及显现报警功用。当变频器呈现短路、过流等毛病时，变频器给出毛病信号输入PLC，并中止输出，PLC接到毛病信号后，堵截变频器电源，操操控动器抱闸，并发出报警信号。
吊钩升降、开闭组织除了变频器内部有维护功用外，还设置了线路维护：
(1)零位维护，由主令操控器零位触点完结此功用;
(2)限位维护，由高度限制器完结;
(3)线路设有低压断路器作为短路维护。
2)小车运转组织电气拖动体系小车运转组织由一台变频电机驱动，选用1 台变频器操控，体系操控办法与起升组织电气传动体系相似。
3)大车运转组织电气拖动体系大车运转组织由两台变频电机驱动，选用1台变频器操控，体系操控办法与小车运转组织电气传动体系相似。
3 变频器与PLC的挑选
3.1 变频器的挑选
变频器选用日本安川CIMR-G7A、CIMR-G7B、CIMR-F7B系列起重专用变频器。
3.1.1 变频器操控办法的挑选
因为起重机组织多为恒转矩负载，故选用带低速转矩提高功用的电压型变频器。
平移组织惯量较大，负载改变相对小，归于阻力性负载，故大车、小车选用U/f 开环操控办法的安川CIMR-F7B4045 型变频器;起升组织惯量较小，负载改变大，归于位能性负载，为取得快速的动态呼应，完结对转矩的快速调理，取得抱负的动态功用，一般选用矢量操控办法，故抓斗升降、开闭机械别离选用安川CIMR-G7B4055、安川CIMR-G7A4055 型变频器，选用闭环矢量操控办法可取得安稳的作业状况和杰出的机械特性。
3.1.2 变频器容量的挑选
变频器容量的挑选是以电动机的额外功率为根据的。因为绕线转子异步电动机与通用鼠笼异步电动机比较，其绕组的阻抗较小，因而运用变频器调速时应考虑纹波电流引起的过电流跳闸状况，相同功率下的电动机，绕线转子异步电动机额外电流往往较大，所以挑选时应考虑必定余量。尽管起重机升降组织的转动惯量很小，加快时刻较短，但考虑到电网电压动摇的要素，以及安全劳动部门对起重机1.25倍额外静载荷检测要求等要从来挑选起升组织电动机的变频器容量。大车、小车运转组织归于大惯量负载，其加减时刻一般不超越20 s，变频器的短时过载才能为150%，不同的加快时刻对变频器容量的核算不同，当加快时刻>2 min时，变频器功率挑选应放大些，以此来挑选大车、小车运转组织电动机的变频器容量。
3.1.3 制动单元和制动电阻的挑选
当电动机处于反接制动或再生制动状况，变频器内直流电路储能电容两头的电压将升高，为防止电压过高而使直流过压维护动作，必须将这部分能量回馈至电网或增设制动单元及制动电阻以开释这部分能量。厂商已供给与变频器容量相配套的规范外接制动单元。大车、小车、升降、开闭制动单元均选用日本安川CDBR-4045 型与变频器容量相配套的规范外接制动单元。大车、小车、升降、开闭制动电阻均选用上海永前ZX25Y2-4045/2H型制动电阻器。
3.2 PLC的挑选
本体系中选用日本欧姆龙CPM2AE-60CDR-A型PLC 来完结整个体系的逻辑操控，接线简化，电源功率损耗削减。设置回路毛病确诊功用和有用的电气维护功用使体系具有必定的智能性和更高的牢靠性。桥式起重机PLC 逻辑操控梯形图如图2所示。其首要功用如下：
1)变频器运转、中止操控;
2)操操控动器，确保电动机中止时可以及时制动，既不提早，也不拖延;
3)升降变频器操控办法切换;
4)电气闭锁维护操控;
5)升降、开闭变频器中恣意一台变频器报警毛病时，两台变频器均可以当即中止输出，并一起制动;
6)任何时刻断电，体系将会当即中止运转，制动器制动。
