1 引言
起重機的動力傳動具有其較特殊的一面，它具有大慣量、四象限運行、恒力矩傳動的特點。用于水電廠機組安裝用的橋式起重機由于其工作環(huán)境和使用要求又具有以下特點:工作強度不大（A3），但電氣工作周期較長，初期的使用環(huán)境較為惡劣、工作強度較大，起重量大，就位精度及低速穩(wěn)定性要求高。
傳統(tǒng)的起重機調(diào)速方法較多，但都存在調(diào)速范圍小、速度穩(wěn)定性差、無法長時間低速下降載荷等缺點。近年來，隨著電力電子技術(shù)日新月異的發(fā)展，變頻調(diào)速在各種傳動場合的應用成為一種趨勢。變頻調(diào)速作為一種調(diào)速方法20世紀初就已經(jīng)提出來，其發(fā)展一直十分迅速，它在節(jié)能，降低噪音，維護量小，自控性能好等方面的優(yōu)點非常突出。但各類變頻器均有各自的特點和差異，本文就西門子變頻器在水電站橋式起重機中的應用和選配作簡單介紹。
2 系統(tǒng)簡介
貴州烏江渡擴機工程是我國西電東送工程首批啟動的項目之一，主廠房安裝有一臺2×320t橋式起重機（屬于特大型起重機），全變頻調(diào)速，雙鉤抬吊重約為 640t的發(fā)電機轉(zhuǎn)子，雙鉤的抬吊誤差不超過1.5cm。每個主鉤額定起重量為320t，額定速度為0.15-1.5m/min，全行程高度28m。
根據(jù)現(xiàn)場使用要求，整機主、副鉤及大、小車共采用了西門子6SE70系列變頻器6臺（相應配置的制動單元共11臺）和S7-300系列西門子PLC一套。整機的電氣控制系統(tǒng)由PLC進行控制，起升變頻器采用模擬量給定和開關(guān)量控制相結(jié)合的方式，運行機構(gòu)則由開關(guān)量信號進行控制和給定。另外，起升機構(gòu)采用光電編碼器測速反饋和位置檢測，并在操作室設置有具有吊鉤高度、綜合狀態(tài)及故障狀態(tài)等綜合信息顯示的液晶顯示屏（TP37）。
3 系統(tǒng)主要器件選用
3.1 電動機的選用
起重機運行機構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量較大，為了加速，電機需有較大的起動轉(zhuǎn)矩，故電機容量需由負載功率Pj及加速功率Pa兩部分組成。電機容量，其中λ為電機平均起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。若使電機在額定轉(zhuǎn)速下接近滿載運行，且能承受電網(wǎng)電壓的波動，并通過1.1倍試驗載荷，則要求電機的過載力矩倍數(shù)λM大于1.5倍，或適當增加加速時間，以減小加速功率。對運行機構(gòu)而言，其加減速時間可在3～6s之間進行調(diào)整，這樣，機構(gòu)運行將會比較平穩(wěn)。
起重機起升機構(gòu)的負載特點是起動時間短、轉(zhuǎn)動慣量小。常規(guī)起重機起升機構(gòu)電動機在選擇時考慮起重機并不總是在滿載狀態(tài)下工作，在選擇電動機容量時一般選擇電動機額定輸出功率略小于滿載提升所需功率。
以起升機構(gòu)為例，采用變頻調(diào)速以后電機的容量。其中，m為起重機額定提升的負載質(zhì)量，g為重力加速度，v為起升機構(gòu)的額定提升速度，η為機構(gòu)總效率。另外，由于起升機構(gòu)要能夠提升1.25倍試驗載荷，而且要求能承受國標規(guī)定范圍內(nèi)的電壓波動的影響，因此其 大轉(zhuǎn)矩值必須要大于2倍負載力矩。如果電機的 大轉(zhuǎn)矩值不能滿足1.25倍試驗載荷的要求，則可以通過放大電機容量的方法來解決。
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