节能应用

引言

桥式起重机是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械，某机务段现配属多台桥式起重机，每天使用频繁，工作量很大。桥式起重机能否正常工作直接影响机车检修任务的完成和人身、设备的安全。原使用的桥式起重机拖动系统采用绕线式交流异步电机，转子回路内串入多段外接电阻调速，采用凸轮控制器、继电器－接触器控制，这种控制系统主要缺点是：

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，调速范围小，平滑性差；

机械冲击大，影响使用寿命；

因此，只有彻底改变原调速的方式才能从根本上解决桥式起重机故障率高的问题。随着电子技术的飞快发展，变频调速器的性能、可靠性都有了很大的提高，为在桥式起重机传动系统中的应用提供了有利的条件。我们首先对担负机车柴油机组装重要工作的架修库32吨桥式起重机的大小车拖动系统和吊钩提升系统进行变频改造，以改善其操作性能、降低了故障率。

改造方案

1．变频改造方案

桥式起重机的电气传动系统有大车电动机两台、小车电动机一台、32吨大钩、5吨小钩提升电动机各一台，这次改造总的思路是用四台变频器来控制五台电机，实现重载启动，变频调速。

改造中电气控制系统除保留原凸轮控制器和各电机外，各控制柜和各继电器、接触器一律取消，变频器采用的是SAJ起重专用变频器，各传动机构配置如图1所示。

2．制动方法

通过变频调速系统对重物下降时电机制动再生的电能，采取由变频器直流回路内接入制动电阻消耗掉的方式，把运动中的大、小车和吊钩迅速而准确地将转速降为0。对于吊钩，常常需要重物在半空中停留一段时间(如重物在空中平移时)，而变频调速系统虽然能使重物停住，但因容易受到外界因素的干扰(如平移时常出现断电)，可靠性差。因此，还必须同时采取电磁制动器进行机械制动。

3．变频控制系统的控制要点

桥式起重机拖动系统的控制包括：大车的左、右行及速度档; 小车的前、后行及速度档； 吊钩的升、降及速度档等。这些都可以通过变频器可编程控制器进行无触点控制。

桥式起重机控制系统中需要引起注意的是关于防止溜钩的控制，在电磁制动器抱住之前和松开后的瞬间，极易发生重物由于停止状态下滑而产生溜钩。

（1）起吊重物停住控制要点

通过设定停止起始频率，和的维持时间(应大于制动电磁铁抱闸时间0.6s)，当变频器的工作频率下降到时，变频器输出一个“频率到达信号”， 发出制动电磁铁断电指令，此时维持，随后变频器工作频率降为0。

（2）起吊重物升降控制要点

设定“升降起始频率和“检测电流时间，当变频器达到的同时，变频器开始检测电流，确认电流足够大，产生的力矩能抵消下降力矩时发出松开指令，使制动电磁铁开始通电松开抱闸，应大于电磁铁松开时间。

（3） 自动转矩提升设置

在调试过程中适当地提高中频电压可以改善低频特性，提高启动转矩; 提高零频电压可以加大直流强励磁，可以使电机保持足够大的转矩防止溜钩。

（4）各传动机构变频器的功能参数设置

桥式起重机各传动机构改造采用的SAJ系列变频器。

改造后的效果

从改造后运行来看，效果非常明显。主要效果如下:

电动机运行的开关器件实现了无触点化，具有半性的寿命;

预防事故

一、事故的主观原因

（1）驾驶员工作经验不足，思想麻痹，在安放好起重机后，对于待吊装物体未能仔细查看并评估其重量的情况下，盲目起吊。

（2）驾驶员违章作业，未通严格遵守汽车起重机吊装时的各项技术参数的严格规定，结果导致副臂过长且吊臂幅度过大，从而引发事故发生。

（3）车辆管理部门缺乏管理，进行吊装作业时未能安排专人进行现场指挥。

二、事故的客观原因

（1）汽车起重机没设力矩限制器装置，从而无法为驾驶员提供准确的技术参数，以避免此类事故的发生。

（2）施工方未能向驾驶员能供吊装物的详细情况（如尺寸、重量等），吊装时该连接臂还躺在封闭的车厢内，在将其吊离车厢前驾驶员无法对它进行详细观察并估出重量。

三、预防措施

（1）加强对驾驶员的安全操作规程教育，使其能熟练地掌握有关技术。

（2）严格遵守《特种设备安全监察条例》等法律、法规的要求，驾驶员须持证上岗，并对车辆定期进行检验、监定等。

（3）对于特殊现场的作业项目，需由吊装单位进行详细的考察论证，并制定详细的作业计划，还须安排专职人员现场指挥。

（4）对车辆加装力矩限制器，从根本上消除因超负荷而带不定期的安全隐患。

（5）选择吊装场地时，必须选择无松软、塌陷及有下水道井盖等平坦硬实的开阔场地。

（6）维护保养好车辆，确保车辆处于完好的技术状态，尤其是要经常检查主臂、支腿缸、支撑垫、变幅缸等部件有无裂纹、漏油等现象。

（7）吊装前，驾驶员必须对每一件等吊装物进行重量估计，严禁盲目起吊。

注意事项

（1）每台起重机必须在明显的地方挂上额定起重量的标牌。

（2）工作中，桥架上不许有人或用吊钩运送人。

（3）无操作证和酒后都不许驾驶起重机。

（4）操作中必须精神集中、不许谈话、吸烟或做无关的事情。

（5）车上要清洁干净；不许乱放设备、工具、易燃品、易爆品和危险品。

（6）起重机不允许超荷使用。

（7）下列情况不许起吊：捆绑不牢；机件超负荷；信号不明；斜拉；埋或冻在地里的物件；被吊物件上有人；没有安全保护措施的易燃品、易爆器和危险品；过满的液体物品；钢丝绳不符合安全使用要求；升降机构有故障。

（8）起重机在没有障碍物的线路上运行时，吊钩或吊具以及吊物底面，必须离地面2m以上。如果越过障碍物时，须超过障碍物0.5m高。

（9）对吊运小于额定起重量50%的物件，允许两个机构同时动作；吊大于额定起重量50%的物件，则只可以一个机构动作。

（10）具有主、副钩的桥式起重机，不要同时上升或下降主、副钩（特殊例外）。

（11）不许在被吊起的物件上施焊或锤击及在物件下面工作（有支撑时可以）。

（12）必须在停电后，并在电门上挂有停电作业的标志时，方可做检查或进行维修工作。如必须带电作业时，须有安全措施保护，并设有专人照管。

（13）不许随便从车上往下乱扔东西。

（14）限位开关和联锁保护装置，要经常检查。

（15）不允许用碰限位开关作为停车的办法。

（16）升降制动器存在问题时，不允许升降重物。

（17）被吊物件不许在人或设备上空运行。

（18）对起重机某部进行焊接时，要专门设置地线，不准利用机身做地线。

（19）吊钩处于下极限位置时，卷筒上必须保留有两圈以上的安全绳圈。

（20）起重机不允许互相碰撞，更不允许利用一台起重机去推动另一台起重机进行工作。

（21）吊运较重的物件、液态金属、易爆及危险品时，必须先缓慢地起吊离地面100~200mm，试验制动器的可靠性。

（22）修理和检查用的照明灯，其电压必须在36V以下。

（23）桥式起重机所有的电气设备外壳均应接地。如小车轨道不是焊接在主梁上时，应采取焊接地线措施。接地线可用截面积大于75mm2的镀锌扁铁或10mm2的裸铜线或大于30mm2的镀锌圆钢。司机室或起重机体的接地位置应多于两处。起重机上任何一点到电源中性点间的接地电阻，均应小于4Ω。

（24）要定期做安全技术检查，做好预检预修工作。