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浅析间接式自励动力制动调速在起重机调速中的应用

供稿:中国工控网 2016/3/18 11:44:59

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  • 关键词: 自励动力制动调速 起重机
  • 摘要:在调速比(吊运额定起重量时高速值与低速值之比)大于3的要求下,起重机电气系统调速常用的调速方式有:自励动力制动调速,涡流制动调速,转子晶闸管脉冲调速,定子晶闸管脉冲调速,变频调速等几种。本文从间接式自励动力制动调速原理阐述了间接式自励动力制动调速在起重机电气系统中的应用。

一、自励动力制动调速基本原理

  自励动力制动调速系统主电路单线图如图-1

-1:自励动力制动调速系统主电路单线图

自励动力制动时,先有自励磁电路V17R20供给微小的辅助励磁电流,建立人为的磁场。在位能负载作用下,电动机转子被迫旋转,其绕组切割有辅助励磁电流建立的磁场,产生感应电流,从而产生制动转矩。同时此感应电流经V11~V16整流后又供给定子,建立更大磁场,产生更大的感应电流和制动转矩,直到饱和为止。当制动转矩和位能负载作用在电动机轴上的转矩相等时,电动机的转子电流、送入定子绕组的自励磁电流以及电动机转速保持不变,电动机在自立制动状态下稳定运行。

当负载一定时,增加转子电阻,转子电流变小,制动力矩变小,电动机加速,转速增加。当减少转子电阻时,转速降低。因此因此通过改变电动机转子电路的电阻值能调节电动机转速,从而达到调速的目的。

由于实现自立制动调速的具体方案不同,一般分为直接式和间接式两种。间接式又有转自电路开路和不开路两种形式。

直接式是指电动机的定子和转子均有凸轮控制器直接控制。二间接式则通过接触器有主令控制器间接控制。

本论文重载阐述直接式控制方案。

二、直接式自励制动调速方案设计

  直接式自励制动调速方案目前主要有两种系列,有QJ5SQJ8S系列。以下分辨阐述。

1、 QJ5S直接式自励制动调速(主电路参见图2-1,控制电路参见图2-2

2-1 QJ5S直接式自励制动调速主电路

2-2 QJ5S直接式自励制动调速控制电路

QJ5S电路特点:

1)可你不对称电路,开环控制,下降自励有电流负反馈功能;

20.1~1额定负载下降时,可以得到不高于n0/3的最低下降速度;

3)凸轮控制器档位数4-04

4)上升第一档起动转矩值约为0.77TN。第二档起动转矩值约为1.7TN

5)启动电阻为三相对称电阻,34级,各级启动电阻手动逐级切除;

6)上升格挡位为转子电阻启动,下降123档为自立动力制动下降,第四档为再生制动下降;

7)下降各档位返零时,有自立动力制动减速并延时分断自励电路,与机械制动器配合,提高制动平稳性,减少溜钩现象出现;

810%额定负载以下,下降第123档可能不下降,应使用第四档下降;

9)为防止系统失磁造成失控,在自励磁电路中设置了欠流继电器F23,如果没有励磁电流则F23不吸合,制动接触器K71不能动作,制动器不能打开,从而保证了不会由于失磁而造成的失控;

10)在电动机轴上增设超速保护开关F40,在电动机超速时,切断控制电路电源,停止工作,保证安全。延时继电器的整定值:K010.4SK020.5S,预励磁电流值一般为1.5~2.6A,可现场调整预励磁电路的附加电阻R11,欠电流继电器F23的整定值为1.5A吸合。

2、 QJ8S直接式自励制动调速(电路参见图2-3

2-3 QJ8S直接式自励制动调速  

QJ8S电路特点:

(1)由凸轮控制器进行控制,档位为5-0-5,两个方向不对称;

2)制动器有接触器K7进行控制。K00K7具有综合性保护和检测功能。在K00K7的线圈回路中,接入了超速、失磁、零位等保护环节;

3)有二极管V7、电阻R61、欠流继电器F9等组成了辅助他励磁电路和失磁保护与检测电路;

4)整流桥V1~V6把转子电压整流成直流作为自励式动力制动的直流电源;

5)接触器K8用于把直流电源送入定子的两相绕组;

6)转子回路中的接触器K4,在动力制动时不允许接通。

7)上升工作过程:

 在上升时,S40主触头7-811-12一直处于接通状态。

 上升1档,K3接通,转子串入全部电阻,电动机开始加速。

 上升2档,K4接通,切除U2-U4 V2-V4 W2-W4三段电阻,电动机进一步加速。

 上升3档,S40锄头19-20接通,切除了V3-V4段电阻。

 上升4档,S40锄头15-16接通,切除了W3-W4段电阻。

 上升5档,S40锄头23-24接通,切除了U3-U4段电阻。电动机加速到有一段常串电阻的特性上,启动过程结束。

8)控制器在零位时,S40的触头7-89-1011-1213-14均不接通,但是K8处于接通状态。辅助他励励磁通过K8送入定子绕组。同时转子回路中,仅保留U4-U2 V4-V2 W4-W2 三段电阻和常串电阻,做好动力制动的准备工作。

9)下降工作工程

下降1档,K8接通,动力制动投入,转子内仅保留在零位串入的三段电阻和常串电阻,载荷以最低速运行。当载荷变化时,速度稍有变化,特性较硬。

下降2档,S40触头23-24断开,转子回路串入一段电阻U3-U4,下降速度增加。

下降3档,S40触头15-16断开,转子回路再串入一段电阻W3-W4,下降速度再度增加。

下降4档,S40触头19-20断开,转子回路再串入一段电阻U3-U4,转速继续增加。这是自励制动状态的最后一档。

下降5档,S40触头31-32接通,K3K01接通,0.5SK4接通,此时电动机反向接通,在具有一段常串电阻特性上运行。

手柄有下降4档拉回到下降1档时,首先串入全部电阻,然后逐步切除各段电阻,使得减速过程均匀平稳。

10K02时间继电器的作用:K3辅助常闭及常开触头切换时,有可能使F9短时失电,为了防止K7动作而设置了K02.

11S40触头29-3031-32直接有搭接,目的是保证两个触头中,至少有一个触头接通。

12)时间继电器的整定值:K000.5SK010.5SK020.3S

三、直接式自励制动调速应用注意事项

当被控电机的转子开路电压大于335V时,自励效果很差,所以自励制动调速方案的使用范围有一定局限性。

一般控制在转子开路电压335V以下,超过335V不宜选用自励制动调速方案。

 

 

 


审核编辑(王静)
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