单梁起重机变频改造方案.docx

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单梁起重机变频改造方案

电动单梁起重机电控系统

改

造

方

案

单位：

纽科伦（新乡）起重机有限公司

目录

1综述

1.1总则

1.2适用标准

1.3变频控制的优点

1.4电气系统主数据

2变频调速的主要优势

2.1变频调速的主要效益表现

2.2变频调速的主要特点

3改造方案

4系统改造计算

5低压开关柜

6工程设计和资料

7电气安装和施工

8调试

9项目管理

10技术联络

1综述

本技术规格书描述了电动单梁起重机改造变频系统调试的内容及范围。

1.1总则

电动单梁起重机原控制系统为地面接触器控制，现应用户要求改造为遥控变频控制。

1.2适用标准

IEC,DIN,VDE

1.3主要参数

起升速度0.8-8m/min

小车运行速度2-20m/min

大车机构运行速度2-20m/mi

1.4电气系统主数据

供电380V50Hz,三相四线

主机构交流电机380V

低压控制系统36V,50Hz

2变频调速主要优点

2.1变频调速主要变现：

节能；提高生产效率；调速；提高产品性能；提高生产线的自动化和改善使用环境等方面。

2.2变频调速主要特点：

2.2.1控制电机的启动电流，增加电机和减速机使用寿命。

2.2.2降低电力线路电压波动，保护电网。

2.2.3启动时需要的功率更低，达到节能减耗效果。

2.2.4可控的加速功能，使起重机可缓慢加速，起重机运行平稳，减少机械磨损。

2.2.5可调的运行速度，使用起来更方便。

2.2.6可调的转矩极限，保护机械不损坏。

2.2.7受控的停止方式，使停止更平稳。

2.2.8节能，能节能20%。

2.2.9可逆运行控制，能简化线路，降低改造率。

3改造方案

3.1葫芦运行机构：

3.1.12-3T葫芦运行电机为ZDY12-4/0.4KW,电压为380V,电流1.25A,选用西门子变频器,型号为6SL32240CA211UA0；或ABB变频器，型号为ACS550-01-03A3-4;依据现场情况选配进线电抗器。

制动电阻阻值为210欧，功率为0.3KW。

3.1.25T葫芦运行电机为ZDY21-4/0.8KW,电压为380V,电流2.4A,选用西门子变频器,型号为6SL32240CA211UA0；或ABB变频器型号为ACS550-01-05A3-4;依据现场情况选配进线电抗器。

制动电阻阻值为210欧，功率为0.4KW。

3.2葫芦起升机构：

3.2.12T葫芦起升电机为ZD31-4/3KW,电压为380V,电流7.6A,选用西门子变频器,型号为6SL32240CG255UA0；或ABB变频器型号ACS850-04-010A-5+J400+N3050+N5050;依据现场情况选配进线电抗器。

制动电阻阻值为80欧，功率为2KW.

3.2.23T葫芦运行电机为ZD32-4/4.5KW,电压为380V,电流11A,选用西门子变频器,型号为6SL32240CG275UA0；或ABB变频器型号ACS850-04-018A-5+J400+N3050+N5050;依据现场情况选配进线电抗器。

制动电阻阻值为40欧，功率为3KW.

3.2.35T葫芦运行电机为ZD41-4/7.5KW,电压为380V,电流18A,选用西门子变频器,型号为6SL32240CG311UA0；或ABB变频器型号ACS850-04-030A-5+J400+N3050+N5050;依据现场情况选配进线电抗器。

制动电阻阻值为20欧，功率为6KW.

3.3大车运行机构：

3.3.12-5T起重机大车运行电机为两台ZDY21-4/0.8KW,电压为380V,总电流4.8A,选用西门子变频器,型号为6SL32240CA230UA0；或ABB变频器型号ACS550-01-06A9-4;依据现场情况选配进线电抗器。

制动电阻阻值为84欧，功率为0.8KW.

3.4制动电阻

葫芦起升机构，运行机构和起重机大车运行机构所选变频器的制动电阻均采用防尘、耐高温型管状电阻，固定在控制箱外部，保持良好通风性。

3.5变频调速控制方式

3.5.1起重机大车运行和葫芦运行变频器，采用多段速数字量V/f控制方式。

3.5.2起重机大车运行和葫芦运行变频器，采用无PG矢量控制方式。

3.6限位开关

起重机大车运行设置两端极限的机械和电气限位装置：

电动葫芦起升设置上极限和下极限的限位装置。

3.7低压电器元件

主要低压电器元件选用进口西门子和施耐德低压元器件。

3.8操作方式

地面遥控器操作，遥控器选用台湾禹鼎品牌。

3.9电器箱的敷设

所有电器控制箱均固定在起重机端梁上或主梁斜板上，便于维修。

电动葫芦上不放电器控制箱。

3.10电线电缆

起重机的改造所需的电线电缆均采用符合国标要求的优质名牌产品。

3.11变频器软件简单介绍

其他机构运行原理与起升机构运行原理基本相同。

4系统改造计算

一、起升机构电动机用变频器容量的计算：

虽然起升机构的转动惯量很小，加速时间较短，但考虑到电网电压波动的因素，以及劳动安全部门对起升1.25倍额定静负载检测的要求，故必须增加容量补偿系数K1，选用时变频器的容量必须同时满足

（1）～（3）式的要求。

PCN≥

（1）

PCN≥

K1KUNIN×10-3

（2）

ICN≥K1KIV（3）

式中PM–负载所要求的电动机的轴输出功率（KW）（这里我们用所选的电动机的功率代替，因为我们所选的电动机的功率必然大于负载所要求的电动机的轴输出功率）

η-电机的效率（通常约0.9）

COSΦ-电动机的功率因数（通常约0.8）

UN-电动机额定电压（V）

IN-工频电源时电动机的电流（A）

K-电流波形的修正系数（1.05～1.1）

PCN-变频器的额定容量（KVA）

ICN-变频器的额定电流（A）

K1-容量补偿系数（通常取1.1～1.2）

二、葫芦运行机构电动机用变频器容量的计算：

葫芦运行机构属于大惯量负载，其加减速时间一般不超过20S，变频器的短时过载能力为150%，时间1min。

变频器的容量计算方法如下：

PCN≥

ICN≥NIN

式中PM–负载所要求的电动机的轴输出功率（KW）（这里我们用所选的电动机的功率代替，因为我们所选的电动机的功率必然大于负载所要求的电动机的轴输出功率）

η-电机的效率（通常约0.9）

COSΦ-电动机的功率因数（通常约0.8）

IN-工频电源时电动机的电流（A）

K-电流波形的修正系数（1.05～1.1）

PCN-变频器的额定容量（KVA）

ICN-变频器的额定电流（A）

N-同时工作的电动机数量

三、大车运行机构电动机用变频器容量的计算：

起重机运行机构属于大惯量负载，其加减速时间一般不超过20S，变频器的短时过载能力为150%，时间1min。

如果电动机在5min内的加速时间小于1min（一般情况都是这样）则变频器的容量计算方法如下：

PCN≥

ICN≥NIN

式中PM–负载所要求的电动机的轴输出功率（KW）（这里我们用所选的电动机的功率代替，因为我们所选的电动机的功率必然大于负载所要求的电动机的轴输出功率）

η-电机的效率（通常约0.9）

COSΦ-电动机的功率因数（通常约0.8）

IN-工频电源时电动机的电流（A）

K-电流波形的修正系数（1.05～1.1）

PCN-变频器的额定容量（KVA）

ICN-变频器的额定电流（A）

N-同时工作的电动机数量

5低压开关柜

备注：

以下柜内各回路元件数量和容量以设计图纸为准，

接触器等主要电器采用施耐德或西门子产品。

5.1.1主控制系统柜防护等级IP20

安装有如下元件：

控制变压器，380/36VAC,100VA

实现安全功能的安全线路，带安全互锁

控制电压配电回路

可监控小型断路器

5.1.21台遥控器系统36VAC台湾禹鼎品牌

6工程设计和资料

6.1资料

按照如下要求准备图纸和资料：

文件清单

●详细的线路图

●电气设备布线图

●使用、操作、维护说明书。

●元器件明细表

●各外购电器设备，如变频器、PLC、制动电阻器、遥控器等相关的使用维护说明书需各提供两套。

●全部调试完成后提供现场更新的相关图纸

资料语言:

中文

数量:

2套书面资料

7电气安装和施工

起重机的电器安装和施工必需有具有国家质量检验检疫总局颁发的特种设备安装改造许可证的施工单位进行施工。

施工人员有省质量检验检疫局颁发的特种设备电气安装人员资格证。

8调试

将提供合格的调试工程师，包括到用户现场的交机调试。

对调试的报价基于如下假定：

在牵涉到调试的机械和电气安装部分完成后，调试工作即可顺利进行，因而在正常工作时间内调试工作不应受到干扰。

在调试期间，应保证供电。

调试包括所有我公司供货范围内的元件和设备等的测试，运行设置和在现场进行的试运行。

调试还包括检查限位开关等外围设备的电气信号。

我方调试范围不包括：

不属于我们供货范围的其他部件的调试。

在调试和试运行期间，抓斗使用厂应配合协调电气设备的调试，并提供熟悉本项目所涉及的抓斗类型的富有经验的司机及电气人员，以在必要时候和我方的调试工程师配合。

客户必须委派一位经过授权的代表在现场，以签署调试文件和电气系统交付使用证书等。

9项目管理

该项目的协调工作（限于我公司供货范围）将由一位认真而富于经验的项目经理完成。

该项目经理将负责下述管理工作：

●时间：

时间控制包括制订时间表并进行监控，时间记录和规划；

●质量：

质量控制是指引导项目的执行，从而保证项目的质量满足技术规格书所规定的质量要求。

●信息：

信息控制旨在保证合适的人员适时得到正确的信息。

方法之一是在作项目计划时包括关键信息。

●组织：

组织控制旨在保证所有涉及人员交流通畅，项目执行时的情况使每个人有效率地工作。

●现场：

现场管理旨在加强监管力度，确保施工调试进程。

10技术联络

在买方收到所有商业文件预付款后生效。

合同签订5个工作日后，买方应向卖方提供主机构机械参数和项目时间表。

卖方在收到以上信息的10个工作日后向买方提供如下资料:

●控制系统单线图

主要设备清单

卖方在收到所有信息的10个工作日后应该向买方提供如下资料：

●电气原理图

●主要设备尺寸（电机，电柜等）