CMK288系列吊车系统变频节能控制装置

详细介绍


一、概述
现有的吊车系统（即传统结构梁式或桥式起重机），其驱动电机（包括主钩、副钩、大车、小车）均采用绕线型转子异步电机，通过在转子回路中串入电阻实现调速，这种调速方式实现简单，但是存在很多缺点：
1、绕线型转子串电阻的调速机械特性软，调速性能差。
2、串电阻调速是一种有级调速方式，通过接触器的分合完成对转子串联电阻的切换，从而调整电机的转速，在进行电阻切换时会对电网及起重机的机械部分带来不可避免的冲击，也不利于吊车运输工件的平滑搬运。
3、主回路中采用正反转接触器实现电机换向，实际操作中操作者为了对吊件准确定位，频繁采用反接制动（俗称打反车），切换电流大，接触器和电机工作状态恶劣，设备检修维护费用非常高。
4、吊车启动、调速时转子所串电阻为纯耗能元件，浪费大量电能。另外，由于调速电阻的限制，调速范围很窄，启动转矩较小，延长了启动时间，影响生产效率。

CMK288型吊车系统变频节能控制柜是针对起重设备的现状而开发的调速控制系统。它主要由ABB变频器、制动回路、手柄转速控制器、脉冲编码器（可选件）及ACC系列提升机应用宏等组成。通过手柄转速控制器调节变频器的输出频率，从而控制驱动电机的转速以取代吊车的原有串电阻调速驱动系统。本设备采用脉冲编码器用于监测电机的实际转速，根据脉冲编码器的反馈值对变频器输出的频率进行调整，实现电机的完全同步运行。为了使吊车各方向（特别是升降方向）实现更高的减速特性，设备可增加制动回路。吊车配备该设备后，可明显提高多项性能指标：系统启动平滑，运行平稳，定位准确，耗能显著降低，保护功能强大，更高的可靠性与安全性，低故障率等等。
二、应用范围
由于本系列产品采用了ABB变频器及专用ACC系列提升机应用宏，实现了变频器在零速时的满转矩输出和内部集成的抱闸逻辑控制，本系列控制柜非常适合应用于钢铁冶金、工矿企业、港口码头及仓储等拥有桥式吊车、塔吊、龙门吊等起重设备中，在需要搬运贵重、易碎、易变形物品及需要精确定位的场合，特别是在对现有吊车系统进行改造时，本产品具有不可比拟的优势。
三、主要特点
本系列产品设计合理，性能可靠，技术先进、体积小，功能完善，高效节能。此外具有投资省、操作简单、节能显著、占地少等优点，是理想的节能设备。
本产品具备以下特点：
（1）采用变频调速，可实现平滑变速，且效率极高。与原有串电阻调速方式比较，变频调速特性更好。
（2）系统由手柄转速控制器来控制变频器的输出，调整电机转速，与原操作方式一致，操作员可迅速熟悉新设备的操作
（3）本系列产品采用了ABB变频器及专用ACC系列提升机应用宏，实现了变频器在零速时的满转矩输出（最高可达到额定转矩的300%）和内部集成的抱闸逻辑控制，提高了系统应用的可靠性。
（4）安装本产品后，吊车的调速电阻可直接去掉，由此可节约大量能耗。根据绕线型电机的串电阻调速负载特性，可以计算出当电机转速下降到其额定转速的50%时，采用本产品节电率将达到35%，一般情况下节电率为25%～45%。
（5）系统主要电气控制部分采用性能优良的ABB的ACC系列提升机专用变频器和外围优质低压电器，质量可靠，性能优良
（6）安装本产品后，系统可实现电机软启动，改善了电机启动状况。电机在满转矩启动的情况下，启动电流被抑制在150%IN之内。大大降低了电机的启动电流，降低了系统对电源容量的要求。
（7）系统具备丰富的监测、保护功能(如过压、欠压、过流、缺相、漏电等)，改善了电机的运行条件，提高了设备运行的可靠性。
（8）系统正常运行中无须原来的调速电阻和正反转换向接触器，无冲击负荷，延长了设备的使用寿命，减少了维修费用
（9）安装本产品后，由于系统调速范围大，负载特性好，具有极高的速度控制精度，有利于运行定位。系统可对吊装物品的位置进行精确定位，操作员无须再如以前经常对电机采用反接制动，延长了电机的使用寿命。
（10）本产品具有进一步功能扩展的接口。今后可根据实际需要扩展无线遥控、现场总线通讯等先进功能。
四、基本工作原理
本系列控制系统为闭环速度控制系统，设备通过手柄转速控制器调节变频器的输出频率与相序，来控制驱动电机的转速及方向，采用脉冲编码器（可选）监测电机的实际转速，根据脉冲编码器的反馈值对变频器输出的频率进行调整，实现电机的完全同步运行。
本设备主要针对吊车类系统专门设计的。设备接入吊车原系统后，操作流程与原来基本一致，主要区别在制动方面，
原来时经常需要反接制动，现在不需要了。另外一点，主钩低速下降时原来是通过对电机正向驱动实现的，现在也不需要了。
采用绕线型转子串电阻调速的电动机，当改变转子所串电阻阻值时，电动机运行曲线的变化如图三所示：曲线1为
电动机未串入电阻额定运行时的机械特性曲线，增加转子电阻后，特性曲线变为曲线2，此时曲线斜率变大，特性变
差。假设负载转矩为T1点，曲线1和曲线2所对应的纵坐标差值即为调速时的转速降落。当电阻进一步增大，曲线变为
曲线3和曲线4。此时若拖动额定负载T1，对应取得的是反方向的转速；也就是说，电机定子电压相序为提升（正）方
向，但得到的是下放方向的转速输出；提升机将此段也设定为下放档。此时若拖动轻负载T2，却有可能得到提升方向
的正转速度。
这会带来下面几个问题：
1.调速时电动机机械特性变差。
2.在提升机下放的低速档，电动机实际运行方向有可能随负载的变化而出现不确定性。
3.转子串电阻调速，能耗太大。
采用变频调速时电动机运行曲线的变化如图四所示。当频率变化时，电机运行曲线上下平行移动，斜率不变，机械特性好。重要的是，电机提升运转和下放运转的界限很分明，完全取决于电动机定子电压的相序，不会因为负载的变化而变化，在实际应用中具有重大的意义。
绕线型异步电动机串电阻调速和变频调速额定负载时的功率-转速特性曲线如图五所示。可以明显看出，采用变频调速后，由于电动机取消了调速电阻，吊车系统在低速运行时不再通过电阻消耗能量，在相同转速下，电动机的输出功率比串电阻调速时的要小，在低速时相差更明显。而吊车系统绝大多数时间是运行在低速区内，因此采用变频调速可以节约大量能量。另外，在主副钩提升方面，由于负载一般比设计的负载小很多，节能效果更明显。

五、规格型号及技术参数
1、控制柜型号说明：
CMK288 –A– X – Y – Z
(1) (2) (3) (4) (5)
(1)代表产品序列号 (2)代表产品型号 (3)主钩功率 (4)大车功率 (5)小车功率
产品型号说明：A-标准型 B-经济型 C-豪华型
2、技术参数
①电机功率：5.5KW~160KW。
②升降加减速时间：3~10s(0到全速)。
③最低转速：0HZ
④启动转矩：≥150%额定转矩
⑤工作温度：0-40℃。
⑥工作电源：三相四线、 ~380V±10%、 50Hz。
六、附件及可选件
1、标准配套附件：
l 标准型
操作面板4只
l 经济型
操作面板2只
l 豪华型
脉冲编码器5只
操作面板5只
2、可选件：
PLC控制器
通讯接口（MODBUS，PROFIBUS，无线）
IP54控制柜体
型号规格 (电机功率范围)
外形尺寸(mm)

CMK288-A- (11~22 ) – ( 7.5~15) －－ (3~7.5)


CMK288-A- (30~37) – (11~22) – (5.5~11)


CMK288-A- (45~55) －－ (15~30) －－ (7.5~15)


CMK288-A- (75~90) – (22~37) －－ (11~22)


CMK288-A- (110~160) －－ (30~55) – (15~30)


CMK288-B- (11~22 ) – ( 7.5~15) －－ (3~7.5)


CMK288-B- (30~37) – (11~22) – (5.5~11)


CMK288-B- (45~55) －－ (15~30) －－ (7.5~15)


CMK288-B- (75~90) – (22~37) －－ (11~22)


CMK288-B- (110~160) －－ (30~55) – (15~30)


CMK288-C- (11~22 ) – ( 7.5~15) －－ (3~7.5)


CMK288-C- (30~37) – (11~22) – (5.5~11)


CMK288-C- (45~55) －－ (15~30) －－ (7.5~15)


CMK288-C- (75~90) – (22~37) －－ (11~22)


CMK288-C- (110~160) －－ (30~55) – (15~30)