一、原系统情况分析：

26吨门式起重机是一种用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运设备，在生产过程中有着重要应用。26吨门式起重机，原设备电气驱动系统分为起重机升降、小车、大车三部份。其中起重机升降由一台55kW的交流异步电动机驱动，大车由四台11 kW交流异步电动机、小车由两台4.0 kW交流异步电动机驱动。在原传动控制中，由于工作环境差，粉尘和有害气体对电机的集电环、电刷和接触器腐蚀性大，加上工作任务重，实际过载率高，由于冲击电流偏大，容易造成电动机触头烧损、电刷冒火、电动机及转子所串电阻烧损和断裂等故障, 影响现场生产和安全，工人维修量和产生的维修费用很高，并且原调速方式机械特性较差，调速不够平滑，所串电阻长期发热浪费能量。

综上所述原设备存在的主要缺点如下：

（1） 拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，电能浪费严重。

（2） 起重机升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲击也较大，机械设备使用寿命缩短，操作人员的安全系数较差，设备运行可靠性较低。

（3） 由于电动机一直在额定转矩下工作，而每次升降的负载是变化的，因此容易造成比较大的电能浪费。

（4） 起重机每天需进行大量的装卸操作，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件——-交流接触器来接入和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在电流比较大的状态下，容易烧坏触头。同时因工作环境恶劣，转子回路串接的铜电阻因灰尘、设备振动等原因经常烧坏、断裂。因而设备故障率比较高，维修工作量比较大。同样小车、大车的运转也存在上述问题。

（5） 在起重机起升的瞬间，升降电动机有时会受力不均匀，易过载，直接造成电机损坏或者钢丝绳断裂。

（6） 为适应起重机的工况，起重机的操作人员经常性的反复操作，起重机的电器元件和电动机始终处于大电流工作状态，降低了电器元件和电动机的使用寿命。

（7） 起重机工作的协调性主要靠操作人员的熟练程度。由于升降、大车、小车三个凸轮控制器之间没有固定的联系，在起重机工作时操作人员劳动强度比较大，容易疲劳，易产生误操作。

针对上述现有技术存在的不足，本次改造的起重机采用先进的可编程控制技术（PLC）和变频器技术，以程序控制取代继电器————接触器控制，交流电动机调速方式采用变频调速，进而实现了起重机的半自动化控制。

二、系统的主要功能和特点：

起升、大、小车电气传动部分均采用变频调速和可编程控制，大部分元器件均采用进口设备，具有技术先进、安全可靠等特点。

（1）起升系统采用一套装置，减轻小车自重，额定起重负荷26吨。

（2）可以根据被吊重物的不同，自动切换空钩、副钩、主钩、增吨四种起升工作速度。

（3）重量信号由QCXB重量测控仪将重量传输给控制系统，实现重量速度的自动切换。

（4）起升系统采用磁通矢量闭环控制，提升了起动力矩，零速时可提供全转速控制，有效防止了电机由于力矩不足而产生的“飞车”事故。

（5）改善了起重机钢结构性能：采用变频可以实现升降平稳加减速，减少了起升和停止时的电流冲击，改善了起重机钢结构性能，增大门吊动刚度值。

三、起重机改造部分：

1、小车行走部分：

（1）电机采用原来电机 （YZ132M—6 4.0KW 两台 In=9.2A n=915rpm）
（2）调速系统采用日本安川G7-A4011（功率为11Kw）变频器及制动电阻
（3）减速箱采用原来的。

2、大车行走部分：

（1）电机采用原来电机（YZ180L—8 11.0Kw 四台 In=25.8A n=694rmp FC=40%）
（2）变频器采用日本安川G7-A4055（功率55Kw） 一台
制动单元 CDBR-4030 二台
制动电阻 2500W/60Ω 六根
（3）减速箱采用原来减速箱

3、起升部分：

（1）、电机采用原来上海起重电机厂起重变频专用电机（不更改），电机型号：YZB280M—8，55Kw FC=40%

（2）变频器采用日本安川 G7-A4075（功率75Kw） 一台
制动单元 CDBR-4045 二台
制动电阻 2500W/54Ω 八根

日本安川电机公司G7变频器， 具有如下特点：
具有全程磁通矢量点，具有可靠的力矩控制，采用磁通检测控制技术，直接控制电动机的力矩。
具有宽范围的精确控制，无论负载如何变化,都能从1/100低速度至高速度的高精度运转。
已经实现了无输出畸变，减少了电机噪声。
优秀的零饲服功能，对急速变化的负载波动具有很强的适应性。控制功能齐全，控制方便。

（3）减速器采用原来减速器，型号：JZQ750（速比I=31.5）

4、操作部分：

采用凸轮控制器进行大、小车及起升调速控制。

技术指标：
额定起升重量： 26t（吨）
起升速度： 0～18m/min
主钩 10～26t 9.8m/min
副钩 0～10t 18m/min
大车行走速度： 0～43m/min
小车行走速度： 0～39.5m/min
负载重量信号精度：3%以内
电源电压：360～420V 频率：50HZ 精度：10%
环境温度： -10～50摄氏度
节省电率： 20%以上

四、门式起重机采用变频调速的效果分析：

变频调速和可编程控制及速度控制门吊起升、大、小车系统。可以提供龙门吊的安全性、可靠性，而且可以明显提高装卸效率，减低能源的消耗，减低维修费用，减少劳动强度。满足其工矿和作业需要，适应装卸作业向集装箱化运输方向发展的要求。

1、变频器调速控制系统的保护功能强：

A、变频调速以其体积小、通用性强、动态响应快、工作频率高、保护性能完善、可靠性好、使用方便等卓越的性能而优于以往的任何调速方式；

B、使用变频器控制电机的运行控制，可以进行电机的软启动，而让电机具有很快的动态响应并且实现无级调速；另外对电机的一些参数做补偿；对电源的缺相、欠压、过压、过流等都能做到很及时很准确的检测而自动采取应变措施保护电机；

2、工作可靠性显著提高，主要有以下几个方面：

A、电磁铁的寿命可大大延长 原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的，采用变频调速后，可以在基本停住的状态下进行抱闸，闸皮的磨损情况大为改善；

B、操作手柄不易损坏 原系统的操作手柄因常常受力过大，属于易损件。采用变频调速后，操作手柄的受力将大大的减小，不容易损坏；

C、控制系统的故障率大为下降，原系统是由于十分复杂的接触器、继电器系统进行控制的，故障率较高。采用了变频调速控制系统后，控制系统可大大简化，可靠性大为提高。

3、提升系统的安全性，根据不同的重量，符合自动控制速度，可有效的避免超载的现象，杜绝事故发生。同时降低了维修工作量和维修费用。

4、提高系统的可靠性和改善起重机钢结构性能。

由于变频器自身具有完善的保护功能、自诊断功能和较强的抗干扰功能，实现主、付钩合用一套起升装置，小车自重减轻，升降平稳加减速，减少起升和停止时的冲击，改善了起重机钢结构的性能。因此，整体系统的可靠性大为提高，龙门吊的故障率大大减低。

5、提高装卸作业的稳定性和装卸效率。

系统具备随时修改升降速度、加减速时间等工艺参数，使龙门吊始终能保持在最佳的运行状态，保证货物能在空中准确定位，确保货物的安全。加之系统的安全性、可靠性，既可以大大提高装卸效率，更可提高作业效率，工作效率是没装变频器的30%以上。

6、调速质量明显提高，采用了变频调速系统后，调速范围有PG矢量控制时1：1000，无PG矢量控制时1：100，速度控制精度有速度传感器矢量控制 0.01%，无速度传感器矢量控制0.1%最高频率，并且调速平稳，能够长时间低速运行，具有很高的定位精度和运行效率。

7、节能效果提高显著，绕线转子异步电动机在低速运行时，转子回路的外接电阻内消耗大量的电能。采用变频调速系统后，非但外接电阻内消耗的大量电能可以完全节约，并且在起重机放下重物时，还可将重物释放的位能反馈给电源。