前言
某水電站250/50/10t慢速雙梁?jiǎn)涡≤嚇蚴狡鹬貦C(jī)，主要用于電站水輪發(fā)電機(jī)組及其輔助系統(tǒng)設(shè)備的安裝、運(yùn)行維護(hù)和檢修的吊裝任務(wù)，也用于電站建設(shè)期間設(shè)備安裝、檢修及一般裝卸作業(yè)。起重機(jī)整體按A3工作級(jí)別進(jìn)行設(shè)計(jì)， 起重機(jī)主要由橋架結(jié)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、小車（分別含有起升和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)）、電動(dòng)葫蘆以及電氣設(shè)備五大部分及其附件組成。四機(jī)構(gòu)均采用施耐德ATV71變頻器進(jìn)行調(diào)速，全車采用PLC進(jìn)行控制。
一、電氣控制方案
1. 1 起重機(jī)電氣系統(tǒng)是由配電照明保護(hù)回路，主起升回路，副起升回路，大車運(yùn)行回路，小車運(yùn)行回路及電動(dòng)葫蘆所組成的。本起重機(jī)以PLC為核心系統(tǒng)，用于接受和處理各機(jī)構(gòu)發(fā)出的信號(hào)并實(shí)現(xiàn)響應(yīng)功能。采用變頻調(diào)速，從而保證了整臺(tái)車的運(yùn)行平穩(wěn)性及定位準(zhǔn)確性。起重機(jī)各機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)，由司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)操縱桿進(jìn)行操作。
1. 2 主副起升機(jī)構(gòu)
主副起升機(jī)構(gòu)均采用操縱桿控制器（電氣無級(jí)調(diào)速，為增加操作感人為設(shè)置有級(jí)4-0-4檔操作）+PLC+變頻器+電機(jī)的控制方式，無級(jí)調(diào)速；調(diào)速精度0.05%。檔位明顯，操作者速度感強(qiáng)，易于操作。
（1）變頻器采用高性能矢量控制型或直接轉(zhuǎn)矩控制型，并帶有速度檢測(cè)元件，直接返回變頻器，在變頻器外部形成直接速度反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)。
（2）啟動(dòng)時(shí)，先采取電制動(dòng)方式使電動(dòng)機(jī)保持一上升力矩，以防重載時(shí)溜鉤，之后松開機(jī)械制動(dòng)器，機(jī)構(gòu)開始按給定速度要求穩(wěn)定運(yùn)行。
（3）停車時(shí)，先采用電制動(dòng)的方式使機(jī)構(gòu)快速電氣制動(dòng)，基本0速時(shí)，機(jī)械制動(dòng)器上閘，既提高了制動(dòng)器的可靠性，又減少了制動(dòng)器剎車片的磨損。
（4）主、副起升機(jī)構(gòu)均設(shè)有上升限位及下降限位,主、副鉤均設(shè)有超載限制器、旋轉(zhuǎn)編碼器，可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)速度控制，以穩(wěn)定速度和實(shí)現(xiàn)超速保護(hù)。
（5）變頻調(diào)速，起制動(dòng)平穩(wěn)，可做到零速制動(dòng)停車，加減速平滑過渡，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)裝置沖擊小，延長(zhǎng)了機(jī)械傳動(dòng)裝置的壽命，可滿足各種吊裝工藝要求。
起升機(jī)構(gòu)變頻器原理圖
1.3小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)
小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用主令控制器（電氣無級(jí)調(diào)速，為增加操作感人為設(shè)置有級(jí)4-0-4檔操作）+PLC+變頻器+電機(jī)的控制方式。控制方式為u/f標(biāo)量控制，控制系統(tǒng)為開環(huán)控制，調(diào)速范圍可達(dá)到5～50Hz（1:10 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速），調(diào)速精度為3%，，由聯(lián)動(dòng)臺(tái)上主令控制器作為變頻器的給定，通過變頻調(diào)速器，制動(dòng)控制單元，制動(dòng)電阻來控制小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)作起動(dòng)，制動(dòng)與調(diào)速運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。
小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)有限位開關(guān)，以限制小車運(yùn)行的極限位置,同時(shí)設(shè)置預(yù)減速限位開關(guān)。
小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)變頻器原理圖
1.4大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)
大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用主令控制器（電氣無級(jí)調(diào)速，為增加操作感人為設(shè)置有級(jí)4-0-4檔操作）＋變頻器+電機(jī)的控制方式。大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)為四個(gè)電機(jī)拖動(dòng)，用兩臺(tái)變頻器分別控制起重機(jī)兩臺(tái)電機(jī)，兩臺(tái)變頻器采用主從控制，保證大車電機(jī)之間的電氣同步及速度一致，避免大車運(yùn)行啃軌。控制系統(tǒng)為開環(huán)，調(diào)速范圍可達(dá)到5～50Hz（1:10 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速），調(diào)速精度為3%，由聯(lián)動(dòng)臺(tái)上主令控制器作為變頻器的給定，通過變頻調(diào)速器，制動(dòng)控制單元，制動(dòng)電阻來控制大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)作起動(dòng)，制動(dòng)與調(diào)速運(yùn)行，能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。
大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)有限位開關(guān)，以限制大車運(yùn)行的極限位置，同時(shí)設(shè)置預(yù)減速限位開關(guān)。大車運(yùn)行設(shè)有聲光報(bào)警。
大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)變頻器原理圖
二、主要電氣元器件的選擇
三、結(jié)論：
起重機(jī)的質(zhì)量的好壞和使用穩(wěn)定性，將直接影響電站設(shè)備的安全和投產(chǎn)發(fā)電。施耐德ATV71系列變頻器內(nèi)置的起重應(yīng)用宏和制動(dòng)邏輯功能激活以后通過變頻器的輸出控制抱閘動(dòng)作的執(zhí)行，最大限度的簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的難度，自2012年項(xiàng)目投入運(yùn)行以來，客戶現(xiàn)場(chǎng)反映效果良好，運(yùn)行穩(wěn)定，滿足適用水電站的需求。具有一定的借鑒和參考價(jià)值。
