基于定子调压调速控制器的再启动防溜钩技术

赵东辉

湖北金盛兰冶金科技有限公司 咸宁 437221

摘 要：在起重机的实际应用中，因制动失效而发生的溜钩现象时有发生。将定子调压调速控制器应用于起重机的防制动失效系统，可通过定子调压调速控制器的性能优势，提升起重机的防溜钩技术。结果表明：通过应用基于调压调速控制器的再启动防溜钩技术，可有效避免因制动失效而产生的溜钩现象。关键词：调压调速控制器；起重机；溜钩；转矩维持；抱闸

中图分类号：U463.51 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2019）19-0119-03

Abstract: In the actual application of the crane, the hook phenomenon that occurs due to the brake failure sometimes occurs. The

stator voltage regulating the speed controller is applied to the anti-brake failure system of the crane, and the anti-slip technology of the crane can be improved by the performance advantage of the stator voltage regulating the speed controller. The results show that the application of the anti-slip hook technology based on the voltage regulating speed controller can effectively avoid the hook phenomenon caused by brake failure.

Keywords: Voltage regulating and speed regulating controller; crane; Slipping hook; Torque maintenance; brake

0 引言

在起重机交流电气传动系统中，被广泛应用且成熟的调速方式主要有三种：转子串电阻调速、变频调速和定子调压调速。

串电阻调速系统由接触器及时间继电器完对成电动机运行控制，对机械结构及电气系统冲击大，影响起重机正常使用寿命。接触器拉弧严重，损坏频率高，维护工作量大。变频调速系统控制性能及调速精度较高，但一般应用于环境温度小于45℃，过载倍数小于2倍的情况。

定子调压调速控制器启制动过程平稳，调速精度较高，过载倍数为2～3倍，可在60℃环境温度下连续运行。定子调压调速控制器整机结构模块化，可维护性强，综合成本较低。在变频器普遍使用的情况下，定子调压调速控制器仍被大量应用于冶金起重机等方面。

对于异步绕线电机而言，当电动机极对数和电源频率不变，负载转矩恒定时，电磁转矩与定子电压的平方成正比，可通过调节定子电压可以改变电机转矩，改变转子电阻也可以改变电机转矩，达到调速的目的。在调压调速系统中定子通过可控硅与电机连接，转子回路串接一定电阻。低速（60%同步转速以下）时，根据转子频率反馈控制晶闸管导通角改变定子电压，实现闭环调速，使转速与负载无关。高速（60%同步转速以上）时，通过切除转子电阻使电机达到全速。

2 技术特征

被应用于再启动防溜钩技术的QY系列调压调速控制器采用整机无触点控制，主令输入采220 V交流控制电压直接输入，通过内置光电转换模块，隔离、降压提供给装置挡位信号；五路晶闸管换向技术代替接触器换

1 调压调速原理

向；无触点控制器切换转子电阻；显示面板带LED状态灯。该调压调速控制器基于DSP+FPGA架构，实现

引　用　格　式赵东辉.基于定子调压调速控制器的再启动防溜钩技术[J].起重运输机械，2019（19）：119-121.2019年第19期 /

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设备技术EQUIPMENT TECHNOLOGY

全数字化处理。内置无静差的PID调节器，可以实现四象限运行控制，转速精度小于3%。

到，即可利用调速器的再启动，阻止抱闸失效导致的溜钩，通过机械设备和电气设备互相保护，可以极大地减小发生恶性事故的概率。

调速器的再启动取决于停车状态时负载的动态情况，需要在卷筒侧设置独立的速度，行程监测单元，在司机室设置数据分析显示仪表，用高精度的实时检测分析仪表代替司机的眼观耳听，如发生制动失效，负载下坠,确保在司机错拍急停之前,先启动调速器提拉负载，再通过语音告知司机正确的操作。

3 制动失效防溜钩系统

在起重机电控设计中均以制动器作为最后一道安全保险，任何电气设备发生故障，其保护电路必然触动零压继电器断电，从而强制停车制动。但是制动系统自身也存在制动失效或制动力不足的安全问题。

调速器和制动器是起重机运行的核心元件，调速器发生故障保护，必然触动零压继电器断电，从而强制停车制动。由此可见，若制动发生故障，只要能提前检测

3.1 系统的组成及作用

调压调速控制器再启动防溜钩系统主要由三部分组

1.上位机 2.调速器 3.智能高度限位器 4高度检测单元

图 1 调压调速防溜钩系统结构示意

成，系统结构示意如图1所示。

1）调压调速控制器 正常状态下控制负载升降运行速度，回零制动时输出制动信号至抱闸控制回路和智能高度限位器。当检测到来自智能高度限位器的转矩维持信号时，立即启动低速下降挡，提拉负载，输入挡位有效时，自动退出工作。

2）智能高度限位器 实时显示高度数据，卷筒速度。

当检测到制动信号有效时，即启动负载速度，下滑距离等数据判断，一旦偏离正常值，即输出报警或转矩维持信号，并语音提示司机报警状态或告知正确操作。

3）高度检测单元 在线检测负载高度值与速度值，并实时传送至智能高度限位器。

4）上位机 可以显示防溜钩的动态过程，并保存记录。

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EQUIPMENT TECHNOLOGY设备技术3.2 控制过程

调速器防溜钩控制过程见图2。安装在卷筒侧的高度检测单元，实时监测负载高度值和速度值，并将数据传输给智能高度限位器。当检测到来自调压调速控制器的制动信号有效时，智能高度限位器开始记录并计算负载的下滑距离及速度。

比较，就能提前发现制动器制动力矩不足的现象，及时发出语音提示，通知维护人员维护。实现预警功能。

当制动信号有效时，智能高度限位器监测到负载加速下滑，立即输出转矩维持信号给调速器，调速器立即输出倒拉反接力矩，提拉负载，同时发出语音提示。司机启动下降一挡、溜钩保护退出工作，由司机控制负载下放。实现溜钩保护功能。

4 结语

利用调压调速控制器的再启动应对抱闸失效的防溜钩系统未改变起重机的机械结构和原有电气线路，不影响起重机的运行性能。增加了对起重机的额外监控。通过监测每次制动时的下滑距离，判断抱闸制动力是否足够，可以对抱闸制动不足提前预警，及时通知维护人员维护。当发生停车溜钩时，立即通过待机的调压调速控制器再次启动，输出转矩阻止溜钩，并告知司机启动下降操作，下放负载，避免溜钩事故。该系统有效地利用在线的调压调速控制器协同控制，和抱闸组成互相保护的冗余系统，是一种简单高效的溜钩预防系统，可广泛应用于各类桥式起重机、龙门起重机等起升机构中，具有良好的推广应用前景。

1.高度检测单元 2制动器3.安装在司机室的智能高度限位器图 2 调速器防溜钩控制过程

参考文献

[1] GB/T 3811—2008 起重机设计规范[S].

[2] GB 6067.1—2010 起重机械安全规程 第1部分：总则[S].

从制动信号有效时开始到电机转速为零或制动器反馈信号有效期间，计算负载的下滑距离以及下滑速度。无论何种因素导致制动力矩不足，均能在回零时的下滑距离体现出来，将每次回零的下滑距离与安全制动距离

作者邮箱：zhao15727@163.com收稿日期：2019-09-21

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