孫文濤

（河鋼唐鋼一鋼軋廠，河北唐山 063000）

0 引言

電磁起重機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，與之配套的起重電磁鐵勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)設(shè)備，既是起重電磁鐵作業(yè)的饋電整流設(shè)備，又是其作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的安全保證系統(tǒng)，具有停電保磁功能，當(dāng)起重電磁鐵處于吸料狀態(tài)而又遇到電網(wǎng)停電時(shí)，能自動(dòng)切換電源，采用備用蓄電池組給電磁鐵繼續(xù)供電，保證起重電磁鐵所吊物不落下，并通過點(diǎn)動(dòng)控制制動(dòng)器將吊物安全降至地面，保證物料運(yùn)輸和吊裝任務(wù)安全進(jìn)行，保證作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的其他設(shè)備及人身安全。

1 勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)

勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)由免維護(hù)蓄電池組、變壓器、整流柜、保磁充電柜（含逆變器）、電阻器、儀表箱等構(gòu)成（圖1）。勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)中整流柜輸出恒定的直流電壓，對(duì)電磁鐵勵(lì)磁，由于電磁鐵是小電阻、大電感的負(fù)載，斷開電源時(shí)，由于電磁鐵內(nèi)線圈自感作用，其出線端間產(chǎn)生大感應(yīng)電壓，存儲(chǔ)了電能，通過外接電阻，使電磁鐵與電阻形成回路，保持其電流繼續(xù)流動(dòng)，電能在外接電阻和電磁鐵內(nèi)阻上消耗，磁能消耗到一定程度后失去磁力，為了縮短消磁的時(shí)間，反向接入勵(lì)磁電流數(shù)秒。當(dāng)電網(wǎng)停電或回路故障時(shí)，備用蓄電池組自動(dòng)接入，與電磁鐵形成勵(lì)磁回路，提供電能，使電磁鐵持續(xù)勵(lì)磁，并能點(diǎn)動(dòng)控制制動(dòng)器動(dòng)作，在故障狀態(tài)下將吊物安全放下。

（1）整流柜。整流柜通過變壓器降壓后經(jīng)三相橋式整流，輸出恒定的直流電壓，對(duì)電磁鐵勵(lì)磁，儀表箱上的電流表、電壓表指示直流輸出電流、電壓。

圖1 勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)

（2）保磁充電柜。保磁充電柜是系統(tǒng)的安全保護(hù)裝置，采用三相橋式半控整流并對(duì)蓄電池組進(jìn)行全自動(dòng)充電，同時(shí)提供直流控制電源，儀表箱上的電流表、電壓表指示充電電流、電壓，當(dāng)電網(wǎng)停電或回路故障時(shí)，自動(dòng)接通蓄電池組與電磁鐵的勵(lì)磁回路，提供電能，使電磁鐵持續(xù)勵(lì)磁，所配置的逆變器同時(shí)接通電源，將DC 220 V電壓轉(zhuǎn)換為AC 380 V電壓供主起升制動(dòng)器使用，可以通過點(diǎn)動(dòng)按鈕控制制動(dòng)器動(dòng)作，在故障狀態(tài)下將吊物安全放下。

（3）電阻器。電阻器用于消磁過程，一部分用于消耗電能，一部分用于限流。由于電磁鐵的電感量很大，在與電源斷開時(shí)，首先接入一合適電阻，是電磁鐵與電阻形成回路，使電能在外接電阻和電磁鐵內(nèi)阻上消耗，勵(lì)磁電流經(jīng)限流電阻反向接入電磁鐵，反向消磁以縮短消磁時(shí)間。

2 電控系統(tǒng)控制分析

2.1 整流電路

三相橋式半控整流電路中變壓器二次側(cè)接成星形得到零線，而一次側(cè)接成角形能避免3次諧波流入電網(wǎng)，由3個(gè)共陽極二極管和3個(gè)共陰極晶閘管組成半控整流電流，兼有可控和不可控的特性。共陽極組的3個(gè)二極管在自然換相點(diǎn)換流，使電流換到比陰極電位更低的一相，而共陰極組的3個(gè)晶閘管要在觸發(fā)后才能換到陽極電位高的一相。在任意時(shí)刻共陽極組和共陰極組中總是各有一個(gè)管子處于導(dǎo)通狀態(tài)，整流輸出。

圖2 勵(lì)磁控制原理

圖3 保磁、充電控制原理

2.2 保護(hù)電路

勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)電源進(jìn)線采用斷路器保護(hù)，變壓器次級(jí)采用快速熔斷器進(jìn)行限流保護(hù)，吊運(yùn)過程中若斷路器脫扣或熔斷器熔斷，蓄電池自動(dòng)投入工作，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。設(shè)有RC阻容保護(hù)和壓敏電阻保護(hù)，對(duì)交流側(cè)、直流側(cè)和電力元器件進(jìn)行過電壓保護(hù)。

2.3 勵(lì)磁控制

如圖2所示，合上斷路器QF1，電源由變壓器TR1降壓后經(jīng)三相橋式整流，輸出恒定的直流電壓，對(duì)電磁鐵YA勵(lì)磁。儀表箱面板上裝有電壓表PV1、電流表PA1，指示整流電壓和整流電流，即YA的勵(lì)磁電壓和電流；斷開SM1，接通SM0，1KM、3KM失電，電磁鐵YA存儲(chǔ)的電能經(jīng)電阻RA3、二極管V8釋放并衰減，同時(shí)2KM得電，時(shí)間繼電器1KT延時(shí)斷開，勵(lì)磁電流經(jīng)限流電阻RA1、RA2反向接入電磁鐵YA，反向消磁3S，1KT常開觸點(diǎn)斷開，消磁結(jié)束。

2.4 保磁、充電控制

如圖3所示，合上斷路器QF2，當(dāng)電網(wǎng)停電或回路故障時(shí)，1KC或2KC失電，4KM、5KM得電吸合，接通蓄電池向電磁鐵YA的勵(lì)磁回路，切斷蓄電池充電回路，儀表箱上的蜂鳴器HA1響，故障燈HL2亮，安裝在起重機(jī)上的電喇叭響，同時(shí)逆變器VF通電，將DC 220 V電壓轉(zhuǎn)換為AC 380 V的電壓供主起升制動(dòng)器使用，通過點(diǎn)動(dòng)按鈕SB控制6KM來使制動(dòng)器動(dòng)作，將吊物安全放下。

充電回路采用三相橋式半控整流電路，電流及電壓通過電阻采樣，并配有濾波電抗器，電壓表PV2、電流表PA2指示充電電壓和充電電流。蓄電池充電有主充和浮充兩種工作方式，通過開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)與手動(dòng)充電切換，充電屏通過充電控制板對(duì)電池欠電壓、過電壓自動(dòng)檢測(cè)并報(bào)警，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)浮充、主充自動(dòng)切換，并要求對(duì)電池定期活化放電。系統(tǒng)自動(dòng)跟蹤主電源狀態(tài)，保證在主電源斷電時(shí)蓄電池自動(dòng)投人使用。

3 結(jié)束語

勵(lì)磁保磁電控系統(tǒng)在電磁起重機(jī)中能有效的延遲電磁鐵故障斷電后的使用時(shí)間，防止斷電時(shí)物料墜落事故的發(fā)生，有效地保證物料運(yùn)輸和吊裝任務(wù)安全進(jìn)行。