淺談串級調(diào)速在起重機(jī)械上的使用與維護(hù)

1、    淺談“串級調(diào)速”在起重機(jī)械上的使用與維護(hù)    高慶峰張玉磊摘 要：近幾年電氣控制技術(shù)越來越引起了起重機(jī)廠家和用戶的高度重視，起重機(jī)的電氣控制方式也在不斷的更新變化?！按壵{(diào)速”電氣控制技術(shù)，以其實現(xiàn)控制電機(jī)的無級調(diào)速，達(dá)到電機(jī)的平穩(wěn)起動、制動，而且維修簡便、性能可靠，并且低于“變頻調(diào)速”數(shù)倍的低價，在起重機(jī)械上占據(jù)了廣闊的市場。該文較詳細(xì)的介紹了“串級調(diào)速”的原理、電氣安裝調(diào)試 以及安裝、維修 、操作使用注意事項。關(guān)鍵詞：調(diào)速原理 調(diào)試 操作 注意事項：th21 ：a ：1674-098x（2014）03（a）-0106-011 可控硅“串級調(diào)

2、速”的基本原理三相零式可控硅串級調(diào)速技術(shù)，它不用外接電阻，通過操作臺上控制主令開關(guān)電位器送出的信號改變可控硅的導(dǎo)通角，使電機(jī)電流與轉(zhuǎn)速跟著連續(xù)改變達(dá)到調(diào)速，可使電機(jī)從零平穩(wěn)啟動和制動。如圖1所示：電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓經(jīng)整流器整流成直流電壓 ud與可控硅逆變成的電壓uk相對接。經(jīng)過電抗器進(jìn)行比較，在忽略數(shù)值很小的元件壓降和轉(zhuǎn)子回路電阻的影響情況下，在電機(jī)穩(wěn)定運行時，存在下列關(guān)系：ud=uk 1其中 ud=2.34su20相 2uk=1.17u相com 3u20相-電動機(jī)轉(zhuǎn)子開路電壓，u相-逆變交流電源相電壓，s-電動機(jī)轉(zhuǎn)差率，=實施調(diào)速的逆變控制角。整理得到：s=u相com÷u20相 4由

3、此可見：電機(jī)的轉(zhuǎn)速與可控硅的導(dǎo)通角存在固定對應(yīng)關(guān)系，通過轉(zhuǎn)動手柄的電位器，則角改變（30 °<當(dāng)重載下降時，通過接觸器向電動機(jī)的定子兩相通入直流。勵磁電流建立磁場，電動機(jī)在重物的拖動下切割定子磁場，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流和制動轉(zhuǎn)矩。通過調(diào)節(jié)角改變電壓從而改變制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)對“重載”下降速度的調(diào)節(jié)。同時將負(fù)載的勢能轉(zhuǎn)變成電能回饋到電網(wǎng)上，可節(jié)電效率達(dá)40%左右。2 “串級調(diào)速”控制機(jī)構(gòu)的電氣調(diào)試在使用中的串級調(diào)速電氣控制，其“有源逆變器”結(jié)構(gòu)有兩種。一種是“全橋逆變”，同時帶有重降控制系統(tǒng)，它適用于對“未勢（能）”負(fù)載（如：起升機(jī)構(gòu)、動臂式的變幅機(jī)構(gòu)）的控制；一種是“半橋逆變”控制，它只應(yīng)

4、用于一般負(fù)載（如：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅小車機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)）。2.1 調(diào)試前的檢查在配線安裝完畢，準(zhǔn)備通電前，要對所有電路、器件進(jìn)行檢查。檢查電器設(shè)備及電纜接線是否正確，檢查回路絕緣是否符合要求，電器元件安裝是否牢固，接線是否松動，檢查錫焊點是否虛焊，特別是可控硅和二極管與散熱器的連接務(wù)必良好。同時檢查與電氣有關(guān)的機(jī)構(gòu)固定是否可靠，制動、傳動機(jī)構(gòu)及安全保護(hù)裝置是否安裝正確。2.2 觸發(fā)脈沖的調(diào)整斷開主回路開關(guān)，合上控制開關(guān)，操作主令，觀察各繼電器和接觸器動作是否正確。用雙跟蹤示波器來檢查脈沖，一組探頭的正極，接a相可控硅的控制極，負(fù)極接可控硅的陰極；另一組探頭的正極，接同步變壓器-a端，負(fù)極接d-端。

5、主令在零位時，在示波器上觀察脈沖信號（角應(yīng)在30 °）；如位置不準(zhǔn)，微調(diào)觸發(fā)板上相應(yīng)電位器。當(dāng)主令離開零位升至滿速時，方波漸漸左移至90°位置。同樣可檢查b、c相脈沖。對于有重降區(qū)的，電機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高，脈沖信號（角）由90 °漸漸移至30 °，輕降區(qū)則從30 °漸漸移至90 °。此外，還要檢查霍而元件的供電及輸入、輸出，放大板i+與i-間的輸出。由于沒有工作電流，in 與vss間、i+與i-間電壓均為零。2.3 給定板參數(shù)的調(diào)整先將觸發(fā)板用專用引線插件引出，再合上主電路開關(guān)，操縱主令開關(guān)，使其剛剛離開零位，電機(jī)得電，但可控硅不工作，轉(zhuǎn)

6、子不轉(zhuǎn)（相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開路），這時，用萬用表（置于直流50 v檔）測量給定板上穩(wěn)壓管兩端的電壓。應(yīng)為：11.512.5 v，若不在此范圍，需調(diào)整兩邊的分流電阻，也可以調(diào)整測速變壓器電壓，使之為11.512.5 v。給定板一旦調(diào)好后，只能專用，不可互換。3 檢查、操作使用中需要特別注意的幾個問題（1）對于“半橋逆變”自身不是閉環(huán)控制，它是通過電機(jī)的中性點閉合的。在有的塔機(jī)上，特別是以前單獨進(jìn)行“串調(diào)”改造的塔機(jī)（如：我公司改造的dbq3000和dbq4000塔機(jī)）上，是通過電網(wǎng)零線形成閉合回路的。安裝接線時，工作零線務(wù)必可靠連接，并且工作零線與接地線區(qū)別開來。（2）系統(tǒng)檢查前各機(jī)構(gòu)必須先進(jìn)行機(jī)構(gòu)方面

7、檢查，并在電氣分機(jī)構(gòu)動作中做好監(jiān)護(hù)工作。（3）在安裝接線或維修更換配線時，盤面的配線的相序千萬不能顛倒，否則將燒毀可控硅和二極管。（4）在重降區(qū)操作下降時，電機(jī)調(diào)速不要只是將操作手柄簡單平穩(wěn)的推致重降和輕降的中間位置，而是操作的位置能夠滿足電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速為標(biāo)準(zhǔn)。由于塔機(jī)吊著構(gòu)件所處的力矩不同，特別是吊車處在較大（臨界額定）力矩時，手柄置于重降和輕降的結(jié)合點處，這時給定的制動力矩將不足以平衡構(gòu)件的拖動力矩，電機(jī)將有超速下滑之勢。這種現(xiàn)象并不是“溜鉤”，此時電機(jī)出現(xiàn)異常響聲。這樣使用有損于電器元件，并且能夠加速電機(jī)的老化。（1）給定、觸發(fā)回路決不能用搖表搖測量通斷和絕緣。（2）用示波器檢查脈沖時

8、，千萬不能合主電路開關(guān)，否則易燒毀可控硅及示波器，并有觸電的危險?。?）在檢測給定板時，必須先拔出觸發(fā)板，否則，電機(jī)轉(zhuǎn)動，測得的電壓值就不準(zhǔn)確。同時要斷開制動器的開關(guān)。（4）該控制方式?jīng)]有反接制動功能，操作過程中不得利用打反車進(jìn)行制動。（5）吊物只要在重降區(qū)能夠下降的，嚴(yán)禁進(jìn)入輕降區(qū)，驅(qū)動下降。參考文獻(xiàn)1 王宏程.串級調(diào)速在起重機(jī)上的應(yīng)用j.起重運輸機(jī)械，1999（1）.2 63t履帶吊串級調(diào)速改造使用說明書.endprint摘 要：近幾年電氣控制技術(shù)越來越引起了起重機(jī)廠家和用戶的高度重視，起重機(jī)的電氣控制方式也在不斷的更新變化?！按壵{(diào)速”電氣控制技術(shù)，以其實現(xiàn)控制電機(jī)的無級調(diào)速，達(dá)到電機(jī)的

9、平穩(wěn)起動、制動，而且維修簡便、性能可靠，并且低于“變頻調(diào)速”數(shù)倍的低價，在起重機(jī)械上占據(jù)了廣闊的市場。該文較詳細(xì)的介紹了“串級調(diào)速”的原理、電氣安裝調(diào)試 以及安裝、維修 、操作使用注意事項。關(guān)鍵詞：調(diào)速原理 調(diào)試 操作 注意事項：th21 ：a ：1674-098x（2014）03（a）-0106-011 可控硅“串級調(diào)速”的基本原理三相零式可控硅串級調(diào)速技術(shù)，它不用外接電阻，通過操作臺上控制主令開關(guān)電位器送出的信號改變可控硅的導(dǎo)通角，使電機(jī)電流與轉(zhuǎn)速跟著連續(xù)改變達(dá)到調(diào)速，可使電機(jī)從零平穩(wěn)啟動和制動。如圖1所示：電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓經(jīng)整流器整流成直流電壓 ud與可控硅逆變成的電壓uk相對接。經(jīng)過電

10、抗器進(jìn)行比較，在忽略數(shù)值很小的元件壓降和轉(zhuǎn)子回路電阻的影響情況下，在電機(jī)穩(wěn)定運行時，存在下列關(guān)系：ud=uk 1其中 ud=2.34su20相 2uk=1.17u相com 3u20相-電動機(jī)轉(zhuǎn)子開路電壓，u相-逆變交流電源相電壓，s-電動機(jī)轉(zhuǎn)差率，=實施調(diào)速的逆變控制角。整理得到：s=u相com÷u20相 4由此可見：電機(jī)的轉(zhuǎn)速與可控硅的導(dǎo)通角存在固定對應(yīng)關(guān)系，通過轉(zhuǎn)動手柄的電位器，則角改變（30 °<當(dāng)重載下降時，通過接觸器向電動機(jī)的定子兩相通入直流。勵磁電流建立磁場，電動機(jī)在重物的拖動下切割定子磁場，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流和制動轉(zhuǎn)矩。通過調(diào)節(jié)角改變電壓從而改變制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)

11、對“重載”下降速度的調(diào)節(jié)。同時將負(fù)載的勢能轉(zhuǎn)變成電能回饋到電網(wǎng)上，可節(jié)電效率達(dá)40%左右。2 “串級調(diào)速”控制機(jī)構(gòu)的電氣調(diào)試在使用中的串級調(diào)速電氣控制，其“有源逆變器”結(jié)構(gòu)有兩種。一種是“全橋逆變”，同時帶有重降控制系統(tǒng)，它適用于對“未勢（能）”負(fù)載（如：起升機(jī)構(gòu)、動臂式的變幅機(jī)構(gòu)）的控制；一種是“半橋逆變”控制，它只應(yīng)用于一般負(fù)載（如：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅小車機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)）。2.1 調(diào)試前的檢查在配線安裝完畢，準(zhǔn)備通電前，要對所有電路、器件進(jìn)行檢查。檢查電器設(shè)備及電纜接線是否正確，檢查回路絕緣是否符合要求，電器元件安裝是否牢固，接線是否松動，檢查錫焊點是否虛焊，特別是可控硅和二極管與散熱器的連接

12、務(wù)必良好。同時檢查與電氣有關(guān)的機(jī)構(gòu)固定是否可靠，制動、傳動機(jī)構(gòu)及安全保護(hù)裝置是否安裝正確。2.2 觸發(fā)脈沖的調(diào)整斷開主回路開關(guān)，合上控制開關(guān)，操作主令，觀察各繼電器和接觸器動作是否正確。用雙跟蹤示波器來檢查脈沖，一組探頭的正極，接a相可控硅的控制極，負(fù)極接可控硅的陰極；另一組探頭的正極，接同步變壓器-a端，負(fù)極接d-端。主令在零位時，在示波器上觀察脈沖信號（角應(yīng)在30 °）；如位置不準(zhǔn)，微調(diào)觸發(fā)板上相應(yīng)電位器。當(dāng)主令離開零位升至滿速時，方波漸漸左移至90°位置。同樣可檢查b、c相脈沖。對于有重降區(qū)的，電機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高，脈沖信號（角）由90 °漸漸移至30 

13、6;，輕降區(qū)則從30 °漸漸移至90 °。此外，還要檢查霍而元件的供電及輸入、輸出，放大板i+與i-間的輸出。由于沒有工作電流，in 與vss間、i+與i-間電壓均為零。2.3 給定板參數(shù)的調(diào)整先將觸發(fā)板用專用引線插件引出，再合上主電路開關(guān)，操縱主令開關(guān)，使其剛剛離開零位，電機(jī)得電，但可控硅不工作，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)（相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開路），這時，用萬用表（置于直流50 v檔）測量給定板上穩(wěn)壓管兩端的電壓。應(yīng)為：11.512.5 v，若不在此范圍，需調(diào)整兩邊的分流電阻，也可以調(diào)整測速變壓器電壓，使之為11.512.5 v。給定板一旦調(diào)好后，只能專用，不可互換。3 檢查、操作使用中需要特別注

14、意的幾個問題（1）對于“半橋逆變”自身不是閉環(huán)控制，它是通過電機(jī)的中性點閉合的。在有的塔機(jī)上，特別是以前單獨進(jìn)行“串調(diào)”改造的塔機(jī)（如：我公司改造的dbq3000和dbq4000塔機(jī)）上，是通過電網(wǎng)零線形成閉合回路的。安裝接線時，工作零線務(wù)必可靠連接，并且工作零線與接地線區(qū)別開來。（2）系統(tǒng)檢查前各機(jī)構(gòu)必須先進(jìn)行機(jī)構(gòu)方面檢查，并在電氣分機(jī)構(gòu)動作中做好監(jiān)護(hù)工作。（3）在安裝接線或維修更換配線時，盤面的配線的相序千萬不能顛倒，否則將燒毀可控硅和二極管。（4）在重降區(qū)操作下降時，電機(jī)調(diào)速不要只是將操作手柄簡單平穩(wěn)的推致重降和輕降的中間位置，而是操作的位置能夠滿足電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速為標(biāo)準(zhǔn)。由于塔機(jī)吊著構(gòu)

15、件所處的力矩不同，特別是吊車處在較大（臨界額定）力矩時，手柄置于重降和輕降的結(jié)合點處，這時給定的制動力矩將不足以平衡構(gòu)件的拖動力矩，電機(jī)將有超速下滑之勢。這種現(xiàn)象并不是“溜鉤”，此時電機(jī)出現(xiàn)異常響聲。這樣使用有損于電器元件，并且能夠加速電機(jī)的老化。（1）給定、觸發(fā)回路決不能用搖表搖測量通斷和絕緣。（2）用示波器檢查脈沖時，千萬不能合主電路開關(guān)，否則易燒毀可控硅及示波器，并有觸電的危險！（3）在檢測給定板時，必須先拔出觸發(fā)板，否則，電機(jī)轉(zhuǎn)動，測得的電壓值就不準(zhǔn)確。同時要斷開制動器的開關(guān)。（4）該控制方式?jīng)]有反接制動功能，操作過程中不得利用打反車進(jìn)行制動。（5）吊物只要在重降區(qū)能夠下降的，嚴(yán)禁進(jìn)入

16、輕降區(qū)，驅(qū)動下降。參考文獻(xiàn)1 王宏程.串級調(diào)速在起重機(jī)上的應(yīng)用j.起重運輸機(jī)械，1999（1）.2 63t履帶吊串級調(diào)速改造使用說明書.endprint摘 要：近幾年電氣控制技術(shù)越來越引起了起重機(jī)廠家和用戶的高度重視，起重機(jī)的電氣控制方式也在不斷的更新變化。“串級調(diào)速”電氣控制技術(shù)，以其實現(xiàn)控制電機(jī)的無級調(diào)速，達(dá)到電機(jī)的平穩(wěn)起動、制動，而且維修簡便、性能可靠，并且低于“變頻調(diào)速”數(shù)倍的低價，在起重機(jī)械上占據(jù)了廣闊的市場。該文較詳細(xì)的介紹了“串級調(diào)速”的原理、電氣安裝調(diào)試 以及安裝、維修 、操作使用注意事項。關(guān)鍵詞：調(diào)速原理 調(diào)試 操作 注意事項：th21 ：a ：1674-098x（2014）

17、03（a）-0106-011 可控硅“串級調(diào)速”的基本原理三相零式可控硅串級調(diào)速技術(shù)，它不用外接電阻，通過操作臺上控制主令開關(guān)電位器送出的信號改變可控硅的導(dǎo)通角，使電機(jī)電流與轉(zhuǎn)速跟著連續(xù)改變達(dá)到調(diào)速，可使電機(jī)從零平穩(wěn)啟動和制動。如圖1所示：電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電壓經(jīng)整流器整流成直流電壓 ud與可控硅逆變成的電壓uk相對接。經(jīng)過電抗器進(jìn)行比較，在忽略數(shù)值很小的元件壓降和轉(zhuǎn)子回路電阻的影響情況下，在電機(jī)穩(wěn)定運行時，存在下列關(guān)系：ud=uk 1其中 ud=2.34su20相 2uk=1.17u相com 3u20相-電動機(jī)轉(zhuǎn)子開路電壓，u相-逆變交流電源相電壓，s-電動機(jī)轉(zhuǎn)差率，=實施調(diào)速的逆變控制角。整理得

18、到：s=u相com÷u20相 4由此可見：電機(jī)的轉(zhuǎn)速與可控硅的導(dǎo)通角存在固定對應(yīng)關(guān)系，通過轉(zhuǎn)動手柄的電位器，則角改變（30 °<當(dāng)重載下降時，通過接觸器向電動機(jī)的定子兩相通入直流。勵磁電流建立磁場，電動機(jī)在重物的拖動下切割定子磁場，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流和制動轉(zhuǎn)矩。通過調(diào)節(jié)角改變電壓從而改變制動轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)對“重載”下降速度的調(diào)節(jié)。同時將負(fù)載的勢能轉(zhuǎn)變成電能回饋到電網(wǎng)上，可節(jié)電效率達(dá)40%左右。2 “串級調(diào)速”控制機(jī)構(gòu)的電氣調(diào)試在使用中的串級調(diào)速電氣控制，其“有源逆變器”結(jié)構(gòu)有兩種。一種是“全橋逆變”，同時帶有重降控制系統(tǒng)，它適用于對“未勢（能）”負(fù)載（如：起升機(jī)構(gòu)、動臂式的變幅

19、機(jī)構(gòu)）的控制；一種是“半橋逆變”控制，它只應(yīng)用于一般負(fù)載（如：回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、變幅小車機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)）。2.1 調(diào)試前的檢查在配線安裝完畢，準(zhǔn)備通電前，要對所有電路、器件進(jìn)行檢查。檢查電器設(shè)備及電纜接線是否正確，檢查回路絕緣是否符合要求，電器元件安裝是否牢固，接線是否松動，檢查錫焊點是否虛焊，特別是可控硅和二極管與散熱器的連接務(wù)必良好。同時檢查與電氣有關(guān)的機(jī)構(gòu)固定是否可靠，制動、傳動機(jī)構(gòu)及安全保護(hù)裝置是否安裝正確。2.2 觸發(fā)脈沖的調(diào)整斷開主回路開關(guān)，合上控制開關(guān)，操作主令，觀察各繼電器和接觸器動作是否正確。用雙跟蹤示波器來檢查脈沖，一組探頭的正極，接a相可控硅的控制極，負(fù)極接可控硅的陰極；另一組探

20、頭的正極，接同步變壓器-a端，負(fù)極接d-端。主令在零位時，在示波器上觀察脈沖信號（角應(yīng)在30 °）；如位置不準(zhǔn)，微調(diào)觸發(fā)板上相應(yīng)電位器。當(dāng)主令離開零位升至滿速時，方波漸漸左移至90°位置。同樣可檢查b、c相脈沖。對于有重降區(qū)的，電機(jī)轉(zhuǎn)速由低到高，脈沖信號（角）由90 °漸漸移至30 °，輕降區(qū)則從30 °漸漸移至90 °。此外，還要檢查霍而元件的供電及輸入、輸出，放大板i+與i-間的輸出。由于沒有工作電流，in 與vss間、i+與i-間電壓均為零。2.3 給定板參數(shù)的調(diào)整先將觸發(fā)板用專用引線插件引出，再合上主電路開關(guān)，操縱主令開關(guān)，使其剛剛離開零位，電機(jī)得電，但可控硅不工作，轉(zhuǎn)子不轉(zhuǎn)（相當(dāng)于轉(zhuǎn)子開路），這時，用萬用表（置于直流50 v檔）測量給定板上穩(wěn)壓管兩端的電壓。應(yīng)為：11.512.5 v，若不在此范圍，需調(diào)整兩邊的分流電阻，也可以調(diào)整測速變壓器電壓，使之為11.512.5 v。給定板一旦調(diào)好后，只能專用，不可互換。3 檢查、操作使用中需要特別注意的幾個