山傳達(dá)，許海洋

（山東港口集團(tuán)日照港集裝箱發(fā)展有限公司，山東日照 276800）

1 SEW 制動(dòng)器

1.1 控制原理及特點(diǎn)

SEW 制動(dòng)器為直流勵(lì)磁盤式制動(dòng)器，制動(dòng)線圈由加速線圈和保持線圈兩部分組成：當(dāng)電流從整流模塊輸入制動(dòng)線圈時(shí)，加速線圈會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)形成較大的電磁力，克服彈簧的自重將銜鐵盤完全回吸，制動(dòng)器則處于打開狀態(tài)，后經(jīng)極短的時(shí)間切換至保持線圈開始正常工作（圖1）。

圖1 SEW 整流器外觀

SEW 制動(dòng)器采用雙線圈工作，制動(dòng)器吸合時(shí)間較短，對(duì)制動(dòng)器摩擦片的磨損小。與制動(dòng)力矩相同的其他制動(dòng)器相比，它具有占地空間小、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、維護(hù)周期長、維護(hù)方便等特點(diǎn)。

1.2 BGE1.5 制動(dòng)器整流器的組成

BGE1.5 制動(dòng)器整流器的額定電壓為Ue（150～500 V），額定電流Ie為1.5 A。制動(dòng)線圈的電壓等級(jí)是確定的，如果沒有按其要求配置制動(dòng)電壓，將會(huì)造成制動(dòng)器不能釋放或燒毀制動(dòng)器線圈。

（1）制動(dòng)線圈。制動(dòng)線圈分為兩部分：加速線圈（BS）和保持線圈（BS+TS，由滑動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)），內(nèi)部通過可控硅來控制，分時(shí)段（120 ms）導(dǎo)通（圖2）。

圖2 加速線圈與保持線圈時(shí)間

（2）加速線圈BS（白紅1-3）。第1 階段可控硅導(dǎo)通，當(dāng)有電流從整流塊中輸出后進(jìn)入加速線圈，電流大，加速線圈在極短的時(shí)間內(nèi)形成很大的電磁力克服彈簧勢(shì)能，將制動(dòng)器打開。

（3）保持線圈BS+TS（白紅1-3+白藍(lán)1-5=紅藍(lán)3-5）。第2 階段可控硅閉合，電流從整流塊輸出進(jìn)入保持線圈，電流小，制動(dòng)器打開后（極短時(shí)間）切換至保持線圈維持正常工作。

（4）整流塊。通過給定電源（220 V 或380 V），在制動(dòng)線圈正常的情況下，通過整流塊將交流電轉(zhuǎn)換成直流電流給制動(dòng)器供電。判定合格標(biāo)準(zhǔn)：整流塊輸入電壓為AC 380 V，在不接制動(dòng)器線圈時(shí)多用表測(cè)直流1#、3#端為DC 166 V；整流塊輸入電壓為AC 220 V，不接制動(dòng)器線圈時(shí)直流1#、3#端為DC 96 V。

（5）接線。BGE1.5 整流模塊中，1#、3#、5#分別接制動(dòng)器線圈的白（WH）、紅（RD）、藍(lán)（BU）3 根線，2#、3#接輸入電源。

（6）制動(dòng)線圈與整流塊的檢測(cè)。測(cè)量制動(dòng)線圈阻值：方法，（加速線圈）白紅+白藍(lán)≈（保持線圈）紅藍(lán)；例如，白紅38 Ω+白藍(lán)205 Ω≈紅藍(lán)245 Ω。通常狀況下，如果制動(dòng)器的線圈的白紅藍(lán)三線，任意兩根之間的電阻為0、∞或與標(biāo)準(zhǔn)偏差很大，就可以確定線圈燒毀。整流塊的測(cè)量與判斷方法：先確認(rèn)2#、3#端輸入電壓正常（220 V 或380 V），再測(cè)量紅藍(lán)（3#、5#）兩線的直流電壓，一般輸入AC 230 V、紅藍(lán)（3#、5#）輸出是DC 80～100 V；如果輸入AC 280 V，紅藍(lán)（3#、5#）輸出DC 150～170 V，如果輸出電壓過低或過高，或數(shù)值變化特別大，就說明整流塊損壞。

2 INTORQ 制動(dòng)器

2.1 控制原理及特點(diǎn)

INTORQ BFK458 電磁彈簧加壓式制動(dòng)器是采用雙摩擦面的單盤制動(dòng)器。在失電情況下通過摩擦鎖緊產(chǎn)生制動(dòng)力矩，制動(dòng)器通過電磁效應(yīng)釋放。制動(dòng)過程中，壓力彈簧通過銜鐵將轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)子在軸套上可以產(chǎn)生軸向位移）壓在配合摩擦面上，制動(dòng)狀態(tài)下銜鐵與定子之間存在氣隙（最大氣隙通常小于1 mm，額定氣隙為mm），定子線圈被直流電勵(lì)磁后產(chǎn)生電磁力，從而釋放制動(dòng)器。

由于整個(gè)制動(dòng)器作用于電機(jī)上，與電機(jī)減速箱三合一融為一體，適用于垂直安裝的電機(jī)，不過受重力影響、局限性較大。制動(dòng)器手動(dòng)釋放桿便于調(diào)節(jié)，整體維護(hù)相對(duì)方便。

2.2 INTORQ 的BEG.261 制動(dòng)器整流器

INTORQ BEG.261-460-01 整流器為水平安裝的六極（6 個(gè)觸點(diǎn)）半波整流器，安裝于電機(jī)接線盒內(nèi)部（圖3）。其最大電壓等級(jí)AC 460 V，最大直流電流等級(jí)0.75 A，工作溫度-25～80 ℃。

圖3 整流器外觀

（1）電源電壓選擇。半波整流供電電壓為42～555 V，對(duì)應(yīng)線圈額定電壓最大250 V，標(biāo)準(zhǔn)額定電壓有7 個(gè)擋位，分別是24 V、96 V、103 V、170 V、180 V、190 V、205 V。

（2）工作原理。與SEW 制動(dòng)器整流器相似，INTORQ 采用型號(hào)為BFK458-20E 的彈簧加壓式制動(dòng)器，利用二極管的單向?qū)ㄌ匦詠磉M(jìn)行半波整流，整個(gè)周期內(nèi)只有1/2 時(shí)間由交流電輸出能量。

（3）火花抑制器。整流器通過輸入和輸出中的變阻器防止過壓，整流器中所需的火花抑制器（型號(hào)14.198.00.03），通用其可限制感應(yīng)式直流用電器在直流側(cè)關(guān)閉時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。為達(dá)到理想的抑制效果，建議不帶電容器的火花抑制器采用火花抑制器（型號(hào)14.198.00.04）。

（4）半波整流。半波或全波是用來滿足不同的工況和電壓等級(jí)市電輸入400 V 交流電壓，整流器如果帶橋式整流則輸出電壓為0.9U（即0.9×400 V=360 V），帶半波整流則為0.45U（即180 V）。通過半波整流后輸出的DC 180 V 控制制動(dòng)器線圈，使電磁鐵產(chǎn)生電磁力，克服彈簧壓力使機(jī)械剎車松開，電機(jī)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)、制動(dòng)解除。

（5）接線。共六極6 個(gè)端子，1#、2#端子接市電交流400 V 電壓，3#、4#端子與市電引線短接，內(nèi)部形成半波整流，5#、6#端子輸出半波整流后的DC 180 V 電壓，5#為正極、6#為負(fù)極，黑藍(lán)兩根線接制動(dòng)器線圈實(shí)現(xiàn)控制功能。

3 應(yīng)用

在電機(jī)的運(yùn)行過程中，速度是通過變頻器改變輸出頻率來調(diào)節(jié)的，所以電壓是變化的、交變磁場也是變化的。而制動(dòng)器要保持始終打開、需要一個(gè)穩(wěn)定的直流電壓，其中整流器將交流變直流，并通過穩(wěn)定的直流電使制動(dòng)器線圈吸合保持來滿足行走制動(dòng)。

（1）場橋吊具左右兩側(cè)旋鎖電機(jī)，通過控制連桿軸銷來實(shí)現(xiàn)同一側(cè)兩個(gè)鎖頭的轉(zhuǎn)換，需頻繁制動(dòng)滿足作業(yè)動(dòng)作要求。制動(dòng)器控制需要用整流塊供電，SEW 制動(dòng)器整流器輸出的直流電流在定子繞組中產(chǎn)生的是靜止磁場，轉(zhuǎn)子由于機(jī)械慣性仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子繞組就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、產(chǎn)生感應(yīng)電流，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，所以起到制動(dòng)作用。如果是交流電則產(chǎn)生交變磁場，轉(zhuǎn)子在外力的條件下旋轉(zhuǎn)，電機(jī)不僅不能制動(dòng)、反而會(huì)以一定的速度旋轉(zhuǎn)下去。

（2）有兩臺(tái)鐵路軌道吊大車機(jī)構(gòu)也采用了INTORQ 彈簧加壓式制動(dòng)器，配套BEG.261 整流器。由于橋吊作業(yè)線跨度長，每一次只作業(yè)一個(gè)集裝箱，經(jīng)常往返走動(dòng)及對(duì)箱，制動(dòng)器動(dòng)作頻繁。制動(dòng)器設(shè)計(jì)壽命為100 萬次，裝卸一個(gè)集裝箱動(dòng)作包括收發(fā)箱、翻倒箱、過程對(duì)箱，如果按每個(gè)箱子動(dòng)作6 次計(jì)算，根據(jù)箱量統(tǒng)計(jì)每年動(dòng)作約70 萬次，對(duì)制動(dòng)的要求也隨之提升。其中，兩臺(tái)鐵路軌道吊整流模塊為半波整流，由AC 380 V 電壓供電。通過內(nèi)部二極管來消除輸入負(fù)電壓成分后整流為直流電壓來控制制動(dòng)器打開，保持行走穩(wěn)定。根據(jù)不同的供電電壓等級(jí)與作業(yè)要求，半波整流與全波整流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，整流器不但為大車運(yùn)行提供制動(dòng)條件，也為應(yīng)對(duì)惡劣天氣提供錨定保護(hù)，進(jìn)一步保證設(shè)備的本質(zhì)安全。

針對(duì)碼頭裝卸作業(yè)設(shè)備不同的工況需求，制動(dòng)器的類型也多種多樣。絕大多數(shù)設(shè)備各主運(yùn)行機(jī)構(gòu)制動(dòng)器均采用盤式電力推動(dòng)器，類似于用一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)來控制制動(dòng)機(jī)構(gòu)，沒有制動(dòng)器模塊和摩擦片作用于聯(lián)軸節(jié)法蘭連接的制動(dòng)盤上，根據(jù)PLC 指令驅(qū)動(dòng)推動(dòng)器控制制動(dòng)臂動(dòng)作鎖住制動(dòng)盤。該方式精度高，趨于穩(wěn)定，調(diào)節(jié)制動(dòng)間隙簡單方便，但是所需固定位置普遍較大，價(jià)格昂貴，拆卸較為困難。與盤式電力推動(dòng)器相比，帶整流器的制動(dòng)器能較好地適用于特定范圍的工作環(huán)境（如吊具旋鎖電機(jī)、吊具伸縮電機(jī)等狹小位置），拆卸維護(hù)也相對(duì)方便，可整體拆卸，但對(duì)整體結(jié)構(gòu)的固定要求較高，固定不嚴(yán)密易發(fā)生電機(jī)與減速箱傾覆或制動(dòng)器脫離電機(jī)的危險(xiǎn)，造成相應(yīng)設(shè)備設(shè)施損失。所以三合一電機(jī)（電機(jī)、制動(dòng)器、減速箱連為一體的電機(jī)）普遍采用帶整流器模塊的制動(dòng)器，對(duì)制動(dòng)器整流器的要求也隨之提升。

4 總結(jié)

目前，整流器已廣泛應(yīng)用于港口各類大型起重設(shè)備，是一種常用的制動(dòng)控制手段。通過近些年的使用觀察與總結(jié)比較，能較好地適用于集裝箱起重機(jī)輪胎吊具旋鎖電機(jī)和鐵路軌道吊大車機(jī)構(gòu)電機(jī)的頻繁制動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)得到充分展現(xiàn)，制動(dòng)效果也比以往大大提升。該制動(dòng)方式不會(huì)被電力推動(dòng)所取代，是一種不可或缺的制動(dòng)形式。未來不同型號(hào)、電壓規(guī)格的整流器將會(huì)繼續(xù)創(chuàng)新，制動(dòng)方式趨于集成化，更好地服務(wù)于港口生產(chǎn)。