CMK288系列吊車系統(tǒng)變頻節(jié)能控制裝置
詳細(xì)介紹  一、概述
現(xiàn)有的吊車系統(tǒng)（即傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)梁式或橋式起重機），其驅(qū)動電機（包括主鉤、副鉤、大車、小車）均采用繞線型轉(zhuǎn)子異步電機，通過在轉(zhuǎn)子回路中串入電阻實現(xiàn)調(diào)速，這種調(diào)速方式實現(xiàn)簡單，但是存在很多缺點：
1、繞線型轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速機械特性軟，調(diào)速性能差。
2、串電阻調(diào)速是一種有級調(diào)速方式，通過接觸器的分合完成對轉(zhuǎn)子串聯(lián)電阻的切換，從而調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速，在進行電阻切換時會對電網(wǎng)及起重機的機械部分帶來不可避免的沖擊，也不利于吊車運輸工件的平滑搬運。
3、主回路中采用正反轉(zhuǎn)接觸器實現(xiàn)電機換向，實際操作中操作者為了對吊件準(zhǔn)確定位，頻繁采用反接制動（俗稱打反車），切換電流大，接觸器和電機工作狀態(tài)惡劣，設(shè)備檢修維護費用非常高。
4、吊車啟動、調(diào)速時轉(zhuǎn)子所串電阻為純耗能元件，浪費大量電能。另外，由于調(diào)速電阻的限制，調(diào)速范圍很窄，啟動轉(zhuǎn)矩較小，延長了啟動時間，影響生產(chǎn)效率。
CMK288型吊車系統(tǒng)變頻節(jié)能控制柜是針對起重設(shè)備的現(xiàn)狀而開發(fā)的調(diào)速控制系統(tǒng)。它主要由ABB變頻器、制動回路、手柄轉(zhuǎn)速控制器、脈沖編碼器（可選件）及ACC系列提升機應(yīng)用宏等組成。通過手柄轉(zhuǎn)速控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，從而控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速以取代吊車的原有串電阻調(diào)速驅(qū)動系統(tǒng)。本設(shè)備采用脈沖編碼器用于監(jiān)測電機的實際轉(zhuǎn)速，根據(jù)脈沖編碼器的反饋值對變頻器輸出的頻率進行調(diào)整，實現(xiàn)電機的完全同步運行。為了使吊車各方向（特別是升降方向）實現(xiàn)更高的減速特性，設(shè)備可增加制動回路。吊車配備該設(shè)備后，可明顯提高多項性能指標(biāo)：系統(tǒng)啟動平滑，運行平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，耗能顯著降低，保護功能強大，更高的可靠性與安全性，低故障率等等。
二、應(yīng)用范圍
由于本系列產(chǎn)品采用了ABB變頻器及專用ACC系列提升機應(yīng)用宏，實現(xiàn)了變頻器在零速時的滿轉(zhuǎn)矩輸出和內(nèi)部集成的抱閘邏輯控制，本系列控制柜非常適合應(yīng)用于鋼鐵冶金、工礦企業(yè)、港口碼頭及倉儲等擁有橋式吊車、塔吊、龍門吊等起重設(shè)備中，在需要搬運貴重、易碎、易變形物品及需要精確定位的場合，特別是在對現(xiàn)有吊車系統(tǒng)進行改造時，本產(chǎn)品具有不可比擬的優(yōu)勢。
三、主要特點
本系列產(chǎn)品設(shè)計合理，性能可靠，技術(shù)先進、體積小，功能完善，高效節(jié)能。此外具有投資省、操作簡單、節(jié)能顯著、占地少等優(yōu)點，是理想的節(jié)能設(shè)備。
本產(chǎn)品具備以下特點：
?。?）采用變頻調(diào)速，可實現(xiàn)平滑變速，且效率極高。與原有串電阻調(diào)速方式比較，變頻調(diào)速特性更好。
?。?）系統(tǒng)由手柄轉(zhuǎn)速控制器來控制變頻器的輸出，調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，與原操作方式一致，操作員可迅速熟悉新設(shè)備的操作
（3）本系列產(chǎn)品采用了ABB變頻器及專用ACC系列提升機應(yīng)用宏，實現(xiàn)了變頻器在零速時的滿轉(zhuǎn)矩輸出（最高可達(dá)到額定轉(zhuǎn)矩的300%）和內(nèi)部集成的抱閘邏輯控制，提高了系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性。
?。?）安裝本產(chǎn)品后，吊車的調(diào)速電阻可直接去掉，由此可節(jié)約大量能耗。根據(jù)繞線型電機的串電阻調(diào)速負(fù)載特性，可以計算出當(dāng)電機轉(zhuǎn)速下降到其額定轉(zhuǎn)速的50%時，采用本產(chǎn)品節(jié)電率將達(dá)到35%，一般情況下節(jié)電率為25%～45%。
?。?）系統(tǒng)主要電氣控制部分采用性能優(yōu)良的ABB的ACC系列提升機專用變頻器和外圍優(yōu)質(zhì)低壓電器，質(zhì)量可靠，性能優(yōu)良
（6）安裝本產(chǎn)品后，系統(tǒng)可實現(xiàn)電機軟啟動，改善了電機啟動狀況。電機在滿轉(zhuǎn)矩啟動的情況下，啟動電流被抑制在150%IN之內(nèi)。大大降低了電機的啟動電流，降低了系統(tǒng)對電源容量的要求。
（7）系統(tǒng)具備豐富的監(jiān)測、保護功能(如過壓、欠壓、過流、缺相、漏電等)，改善了電機的運行條件，提高了設(shè)備運行的可靠性。
（8）系統(tǒng)正常運行中無須原來的調(diào)速電阻和正反轉(zhuǎn)換向接觸器，無沖擊負(fù)荷，延長了設(shè)備的使用壽命，減少了維修費用
（9）安裝本產(chǎn)品后，由于系統(tǒng)調(diào)速范圍大，負(fù)載特性好，具有極高的速度控制精度，有利于運行定位。系統(tǒng)可對吊裝物品的位置進行精確定位，操作員無須再如以前經(jīng)常對電機采用反接制動，延長了電機的使用壽命。
（10）本產(chǎn)品具有進一步功能擴展的接口。今后可根據(jù)實際需要擴展無線遙控、現(xiàn)場總線通訊等先進功能。
四、基本工作原理
本系列控制系統(tǒng)為閉環(huán)速度控制系統(tǒng)，設(shè)備通過手柄轉(zhuǎn)速控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率與相序，來控制驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速及方向，采用脈沖編碼器（可選）監(jiān)測電機的實際轉(zhuǎn)速，根據(jù)脈沖編碼器的反饋值對變頻器輸出的頻率進行調(diào)整，實現(xiàn)電機的完全同步運行。
本設(shè)備主要針對吊車類系統(tǒng)專門設(shè)計的。設(shè)備接入吊車原系統(tǒng)后，操作流程與原來基本一致，主要區(qū)別在制動方面，
原來時經(jīng)常需要反接制動，現(xiàn)在不需要了。另外一點，主鉤低速下降時原來是通過對電機正向驅(qū)動實現(xiàn)的，現(xiàn)在也不需要了。
采用繞線型轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速的電動機，當(dāng)改變轉(zhuǎn)子所串電阻阻值時，電動機運行曲線的變化如圖三所示：曲線1為電動機未串入電阻額定運行時的機械特性曲線，增加轉(zhuǎn)子電阻后，特性曲線變?yōu)榍€2，此時曲線斜率變大，特性變
差。假設(shè)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為T1點，曲線1和曲線2所對應(yīng)的縱坐標(biāo)差值即為調(diào)速時的轉(zhuǎn)速降落。當(dāng)電阻進一步增大，曲線變?yōu)?/div>
曲線3和曲線4。此時若拖動額定負(fù)載T1，對應(yīng)取得的是反方向的轉(zhuǎn)速；也就是說，電機定子電壓相序為提升（正）方
向，但得到的是下放方向的轉(zhuǎn)速輸出；提升機將此段也設(shè)定為下放檔。此時若拖動輕負(fù)載T2，卻有可能得到提升方向
的正轉(zhuǎn)速度。
這會帶來下面幾個問題：
1.調(diào)速時電動機機械特性變差。
2.在提升機下放的低速檔，電動機實際運行方向有可能隨負(fù)載的變化而出現(xiàn)不確定性。
3.轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，能耗太大。
采用變頻調(diào)速時電動機運行曲線的變化如圖四所示。當(dāng)頻率變化時，電機運行曲線上下平行移動，斜率不變，機械特性好。重要的是，電機提升運轉(zhuǎn)和下放運轉(zhuǎn)的界限很分明，完全取決于電動機定子電壓的相序，不會因為負(fù)載的變化而變化，在實際應(yīng)用中具有重大的意義。
繞線型異步電動機串電阻調(diào)速和變頻調(diào)速額定負(fù)載時的功率-轉(zhuǎn)速特性曲線如圖五所示?？梢悦黠@看出，采用變頻調(diào)速后，由于電動機取消了調(diào)速電阻，吊車系統(tǒng)在低速運行時不再通過電阻消耗能量，在相同轉(zhuǎn)速下，電動機的輸出功率比串電阻調(diào)速時的要小，在低速時相差更明顯。而吊車系統(tǒng)絕大多數(shù)時間是運行在低速區(qū)內(nèi)，因此采用變頻調(diào)速可以節(jié)約大量能量。另外，在主副鉤提升方面，由于負(fù)載一般比設(shè)計的負(fù)載小很多，節(jié)能效果更明顯。
五、規(guī)格型號及技術(shù)參數(shù)
1、控制柜型號說明：
CMK288 –A– X – Y – Z
(1) (2) (3) (4) (5)
(1)代表產(chǎn)品序列號 (2)代表產(chǎn)品型號 (3)主鉤功率 (4)大車功率 (5)小車功率
產(chǎn)品型號說明：A-標(biāo)準(zhǔn)型 B-經(jīng)濟型 C-豪華型
2、技術(shù)參數(shù)
①電機功率：5.5KW~160KW。
?、谏导訙p速時間：3~10s(0到全速)。
?、圩畹娃D(zhuǎn)速：0HZ
?、軉愚D(zhuǎn)矩：≥150%額定轉(zhuǎn)矩
⑤工作溫度：0-40℃。
⑥工作電源：三相四線、 ~380V±10%、 50Hz。
六、附件及可選件
1、標(biāo)準(zhǔn)配套附件：
l 標(biāo)準(zhǔn)型
操作面板4只
l 經(jīng)濟型
操作面板2只
l 豪華型
脈沖編碼器5只
操作面板5只
2、可選件：
PLC控制器
通訊接口（MODBUS，PROFIBUS，無線）
IP54控制柜體
型號規(guī)格 (電機功率范圍)
外形尺寸(mm)
CMK288-A- (11~22 ) – ( 7.5~15) -- (3~7.5)
CMK288-A- (30~37) – (11~22) – (5.5~11)
CMK288-A- (45~55) -- (15~30) -- (7.5~15)
CMK288-A- (75~90) – (22~37) -- (11~22)
CMK288-A- (110~160) -- (30~55) – (15~30)
CMK288-B- (11~22 ) – ( 7.5~15) -- (3~7.5)
CMK288-B- (30~37) – (11~22) – (5.5~11)
CMK288-B- (45~55) -- (15~30) -- (7.5~15)
CMK288-B- (75~90) – (22~37) -- (11~22)
CMK288-B- (110~160) -- (30~55) – (15~30)
CMK288-C- (11~22 ) – ( 7.5~15) -- (3~7.5)
CMK288-C- (30~37) – (11~22) – (5.5~11)
CMK288-C- (45~55) -- (15~30) -- (7.5~15)
CMK288-C- (75~90) – (22~37) -- (11~22)
CMK288-C- (110~160) -- (30~55) – (15~30)
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