起重机设计规范-电气.ppt

《起重机设计规范》 电气部分 主要内容 一、电源与供电 二、电气保护 三、控制系统 四、电机选择 附录P：电机初选 附录R：电机过载校验 附录S：电机发热校验 五、装置及电阻器选择 一、电源与供电 对电网电压波动范围按GB5226.2中4.3.2交流电源的电压波动范围规定为：在正常工作条件下，供电系统，在起重机械馈电线接入处的电压波动不应超过额定值的±10%的要求，但FEM标准中规定为±5%，建议在应用中尽可能要求用户的供电电源符合±5%的国际通用要求。 对供给起重机的电源要求采用3φ+PE的供电系统，强调了要提供接地线，轨道将不得作为接地保护回路。原GB/T3811规定可以无PE线，轨道接地可作为起重机接地回路；因为当接地电流流经轴承和滚轮时，由于接地电阻较大，会提高起重机结构对地电位，从而影响人身安全。同时，对地电流经过轴承时也会对轴承造成一定的损坏，考虑上述因素并参考FEM标准，故本次修订时，要求供电电源提供PE线。 二、电气保护 超速保护整定值取决于控制系统在下降最高速度时系统的控制状态，若系统为速度闭环控制，其静态速度精度较高，超速保护整定倍数可为1.25（也可达1.1，视系统而定），若系统处于开环状态，其速度精度较差，通常超速整定倍数约为下降额定速度的1.4倍。 接地保护在本规范中规定了车轮、滚轮、铰接等均不能作为接地导体，必须设专门的接地线，以提供接地电流通路，且建议整车设专用接地线至所有用电设备。 线路保护与分支线路配电主要包括两重含义： a）分支线路应设置断路器保护，以避免分支线路出现短路时事故上扩及不能及时分断故障回路。 b）除我们通常概念上对用电设备进行保护外，对长距离电缆也要进行保护，断路器应在其下方任一回路发生短路或接地时能够自动分断。 起重机构电动机应设置定子异常失电保护功能，当调速装置或正反向接触器故障导致电动机失控时，制动器应立即抱闸 。为确保制动器抱闸，制动接触器辅助触点应反馈至控制系统，确认制动接触器可靠分断，否则断开总接触器。 三、控制系统 电气控制部分在修订时，其内容包括了原GB3811-1983，FEM相关部分的内容，同时增加了变频调速和调压调速的说明。(对吊钩起重机，当起升机构的工作级别为M4、M5和M6，且额定起升速度≥5m/min时要求制动平稳，应采用电气制动方法，保证在0.2～1.0G范围内下降时,制动前的电动机转速降至同步转速的1/3以下,该速度应能稳定运行.) 调压调速系统： 系统特点： 1）低速区域（通常n≤50%ne）为速度闭环控制， 高速区域为开环控制；下放高速档为超同步运 行，实现回馈制动。 2）若采用编码器作为速度反馈信号，可实现低速 区域的静态高精度速度控制，但由于调压调速 系统动态特性曲线太软，即：动态速降大，所 以调压调速系统较适用于起升机构，而不太适 合用于运行机构。 3）调压调速系统在任何速度上的允许运行时间相对于电阻器的发热时间常数来讲，均为长期。故电阻元件的接电持续率应按100%选用。但由于上升和下降时，机械传动效率相反，电动机的工作电流不等，所以电阻元件在JC=100%下的电流值为： I上= IN； I下= IN×η2。 变频调速系统 系统特点： 1）变频调速系统可实现额定频率以下恒转矩调速及 额定频率以上恒功率调速，弱磁升速范围取决于 电机允许的最高运行转速及在最高转速下输出的 转矩能否满足负载的加速要求。 2）动态特性较硬，即：动态速降小，因此适用于起 升及运行机构。运行采用变频调速较采用调压调 速系统其速度稳定性更好。 3）变频调速采用开环还是闭环控制，对于在起重机 上的应用来讲最大的差别在于闭环控制起动转矩 更大，低速运行更平稳，调速范围更宽。 一般起升采用闭环控制，运行采用开环控制。 对于有机械偶合的多电机传动（如大容量起升机构采用大减速机方案由两台电动机拖动，大车运行机构前后两组电动机通过车轮和轨道的偶合），当采用两套驱动装置并分别构成闭环控制时，两套驱动装置之间应设置负荷均衡控制功能，在起重机上，通常可采用如下两种负荷均衡方式： ①主装置为速度闭环控制、从装置为转矩控制的主从控制方式 ②采用下垂软化特性功能、两台装置相对独立的负荷均衡方式 对于两台（或两组）电动机有同步要求时，可根据应用情况采用下列同步控制方式： ①速度闭环控制、同步赋予相同的速度给定值、绝 对