龍門吊大車電機(jī)過載原因分析及解決方案

0 引言

隨著碼頭的業(yè)務(wù)量的不斷增加，為了加大堆場(chǎng)的堆放面積，將原三菱龍門吊堆4 過5 的設(shè)計(jì)改造成堆5 過6 的設(shè)計(jì)，即將起升高度由15 m加高到17.5 m。但對(duì)碼頭上的18 臺(tái)三菱龍門吊全部加高完畢以后，發(fā)現(xiàn)三菱龍門吊普遍有大車變頻器過載現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)。

1 問題的調(diào)查及研究

1.1 大車電機(jī)的規(guī)格與主要參數(shù)

應(yīng)用機(jī)構(gòu)大車行走;

數(shù)量36 臺(tái)(每臺(tái)龍門吊2 臺(tái));

機(jī)械構(gòu)造全閉環(huán)(JPWW44)，單端輸出軸，立式帶剎車(37.8GM)，絕緣等級(jí)為F，帶加熱器;

驅(qū)動(dòng)方式矢量控制(驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為富士FRN-VG3);

輸出45 kW，4 極，交流320 V，1 750 r/min，過載250%，1 min;

可連續(xù)工作時(shí)間30 min;

可承受過載轉(zhuǎn)矩(百分比基于額定轉(zhuǎn)矩)如圖1 所示;

起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(百分比基于額定轉(zhuǎn)矩) 250%;

速度范圍恒定轉(zhuǎn)矩75耀1 750 r/min，恒定功率。

2 分析原因

1)造成三菱龍門吊加高后大車電機(jī)的過載系數(shù)C0加大的原因如下。

(1)龍門吊的總重量G 由加高前的153.7 t增加到加高后的160.2 t。

(2)龍門吊的迎風(fēng)面積A 由加高前的96 m2增大到加高后的105 m2。

從前面的計(jì)算公式可知，龍門吊加高后，在大車電機(jī)及變頻器的容量不變和變頻器的參數(shù)設(shè)置不變的情況下，大車電機(jī)的過載系數(shù)已達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。

2)三菱龍門吊大車電機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性可從以下兩方面分析。

(1)三菱龍門吊大車電機(jī)起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩特性大車電機(jī)在從靜止?fàn)顟B(tài)起動(dòng)時(shí)，電機(jī)的特性是在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩將不隨電機(jī)的轉(zhuǎn)速n的變化而變化。電機(jī)的轉(zhuǎn)速n=997 r/min(額定為1 750 r/min)作為其標(biāo)么值n(pu)=1.75，當(dāng)n(pu)<1.75 時(shí)電機(jī)工作在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)，以提供最大的轉(zhuǎn)矩，從而達(dá)到起動(dòng)電機(jī)的目的。

(2)三菱龍門吊大車電機(jī)起動(dòng)后的轉(zhuǎn)矩特性當(dāng)n(pu)>1.75時(shí)電機(jī)工作在恒功率區(qū)，這時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩將隨著轉(zhuǎn)速的加大而減小。這樣就可以在低載荷的情況下，減小電機(jī)的電流，避免了電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間在大電流的情況下過熱的情況。[!--empirenews.page--]

大車電機(jī)速度原轉(zhuǎn)矩特性如圖2 所示。

3 解決方案

3.1 加大大車電機(jī)和變頻器的容量

從前面計(jì)算C0 的公式中可以看出，如果適當(dāng)?shù)卦黾哟筌囯姍C(jī)的功率Nm，可以減小C0以達(dá)到目的。但這樣造價(jià)太高得不償失，所以不可取。

3.2 調(diào)整變頻器及大車參數(shù)

從前面計(jì)算C0的公式中可以看出，如果適當(dāng)?shù)卦黾哟筌囎冾l器的加、減速時(shí)間t，可以減小NGD以達(dá)到減小C0的目的，但如果加、減速時(shí)間過長(zhǎng)又會(huì)造成大車電機(jī)制動(dòng)距離過長(zhǎng)的問題，所以同時(shí)適當(dāng)?shù)販p少大車速度，就可避免這一問題。

3.3 適當(dāng)調(diào)整S-curve

將S 曲線的參數(shù)由原來設(shè)置的0 調(diào)整到5豫。

S-curve 設(shè)置為0 時(shí)，電機(jī)在起動(dòng)、制動(dòng)的過程中對(duì)電機(jī)的沖擊較大，易造成電機(jī)瞬間過載，S-curve設(shè)置為5豫時(shí)，電機(jī)在起動(dòng)、制動(dòng)的過程中對(duì)電機(jī)的速度變化較為平滑，減少?zèng)_擊。

3.4 變頻器參數(shù)調(diào)整

變頻器參數(shù)調(diào)整如表1 所列。由表1知，大車電機(jī)最大速度n由1 750 r/min減少到1 450 r/min，所以大車速度v 由2.17 m/s減少到1.795 m/s，加速時(shí)間t由8 s增加到10 s則相關(guān)計(jì)算結(jié)果如下。

從以上計(jì)算的結(jié)果可以看出，經(jīng)過參數(shù)調(diào)整后，系統(tǒng)已能夠滿足電機(jī)過載的要求。

4 實(shí)施效果

對(duì)變頻器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后，大車行走速度雖然略有減慢，但對(duì)整機(jī)作業(yè)效率基本沒有什么影響。通過對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，不僅不需花費(fèi)巨資就能解決問題，還帶來相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。