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35T/10T桥式起重机主要由主钩（35T）、副钩（10T）、大车和小车四部分组成。大车的轨道敷设在沿车间两侧的立柱上，大车可在轨道上沿车间纵向移动；大车上有小轨道，供小车横向移动；主钩和副钩都装在小车上，主钩用来提升重物，副钩除可提升轻物外，也协助主钩翻转或倾倒工作用，但不允许两钩同时提升两个物件。
一、问题提出
由于工作环境恶劣，粉尘或有害气体对电动机集电环、电刷以及接触器腐蚀较大，加上任务重、操作程序难以保证，冲击电流大、触头消蚀严重、电刷冒火，电动机转子绕组所串的电阻因长期发热而烧损、断裂，因此故障率较高。电动机转子绕组串电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速效果差；转子绕组串电阻长期发热，电能浪费大，效率低。平均每月发生较大的故障5次，对生产影响较大。因此，要从根本上解决桥式起重机的各种弊端，只有利用PLC作为控制装置并采用变频器变频调速技术来解决。
二、改造方案
桥式起重机电气传动系统选用了功能强、速度快的三菱FX2N-80MR型PLC控制器。由于该系统主要是一些逻辑控制，所以以PLC作为控制核心。变频器采用FR-A740型和FR-A540型。
（一）可行性分析
桥式起重机的5台电动机都需要调速，因而各有独立的调速系统。其中主钩、辅钩是位能负载，要求恒力矩、四象限运行，性能要求高，调速控制较为复杂。桥式起重机要求起动力矩大，低速时需大力矩输出，一般U/f控制，转差频率控制的变频器无法满足负载变化剧烈要求。磁通矢量控制方式是基于电动机的动态数学模型，通过坐标变换把异步电动机模仿成直流电动机的控制方法，即将异步电动机的定子电流分解成产生磁场的电流分量（励磁电流）和与磁场相垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流），通过控制电动机的励磁电流和转矩电流大小、相位，就可以对电动机的励磁电流和转矩电流大小、相位任意控制，从而达到控制电动机转矩的目的，也就控制了电动机的转速。
（二）器件型号选择和主要参数设定
当桥式起重机的主钩电动机快速制动或带着位能负载快速下降时，电动机工作在发电状态，此时电动机所产生能量如不及时回馈给电网或用外部电阻消耗掉，既不能获得足够大的制动转矩，还会导致变频器过电压跳闸，甚至损坏变频器。因此，正确选择变频器就显得尤为重要。安川H1000系列是起重机专用变频器，具备磁通矢量控制模式，采用正弦波PWM控制，特别装备有专为控制桥吊和完成自动调整功能的智能软件，内置能量回馈再生制动单元和交流输入电抗器，完全满足桥式起重机的工况要求，还具有明显的节能效果。
三、工作原理
以桥式起重机主钩为例，PLC与主钩电动机变频器的接线，电磁制动控制电路，PLC的I/O分配。
R1、S1直接接入电网，是为了在需要时保持异常信号，便于控制和分析原因。否则，当保护回路已经动作时，若断开变频器电源侧的电磁接触器KM，则变频器控制电路电源也断开，异常输出信号不能保持。STF（或STR）的闭合能使电动机保持正转（或反转）状态，RH（高）、RM（中）、RL（低）的不同动作组合，可使变频器多段速运行。主钩电动机的负载是恒转矩负载，低速时要有大转矩输出。采用顺序起动、逆序制动控制。所有的时序控制和端子均由PLC编程控制，简单、可靠、灵活。
主钩的电磁制动器控制过程：当变频器得到正转上升命令后，变频器输出频率达到设定频率（例如3HZ）以上时，端子RUN输出低电平，即继电器KA1得电吸合，控制KM1吸合，电磁铁YB松开（此刻变频器已能通过电动机输出足够大的起升力矩），此信号回馈到变频器，电动机开始运转并上升至设定转速。
当变频器得到下降命令后要求减速停机时，如果过早制动，就会磨损制动机构，缩短机械寿命；若在电动机停转时才进行制动，电磁制动滞后动作会引起输出力矩不足使重物跌落。因此，在电动机减速制动时，将能量回馈再生单元投入运行，采用低速制动的方法，当变频器频率下降至设定频率时（例如6HZ），端子RUN输出高电平，KA1不吸合， KM1就断开，YB制动、主钩电动机停止，从而克服了过早过晚制动的弊端。当变频器故障或提升限位开关动作时，KM1断开、YB制动、主钩电动机停止、保持住重物，防止溜钩。这些都由PLC编程控制，使系统具有更高的安全可靠性。
四、 结束语
采用专用变频器调速系统改造后的桥式起重机，经柳工机械工程公司总装车间的桥吊一年多的实践应用证明，重载低速起动可靠、运行稳定，加减速时间的设定使各档起动、制动速度相当平稳，控制精度高。利用频率检测信号控制制动器开闭，解决了溜钩问题。利用电源回馈技术把电动机的再生能量回馈电网，既提高了系统的效率，也提高了系统的安全性。PLC的控制使电动机主电路实现了无触点化，减少了故障点和故障率，使系统的可靠性进一步提高。取消了传统的电动机转子串电阻起动，每台起重机每年仅节约就达11万元，每年节省电费、维修费、人工费等共计为55万元，间接的经济效益约为76万元。因此变频调速系统在桥式起重机中应用推广，具有很好的发展前景。
参考文献：
[1]孙传森，钱平.变频器技术[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2]王兆.变频器应用与实训指导[M].北京：高等教育出版社，2005.
一、问题提出
由于工作环境恶劣，粉尘或有害气体对电动机集电环、电刷以及接触器腐蚀较大，加上任务重、操作程序难以保证，冲击电流大、触头消蚀严重、电刷冒火，电动机转子绕组所串的电阻因长期发热而烧损、断裂，因此故障率较高。电动机转子绕组串电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速效果差；转子绕组串电阻长期发热，电能浪费大，效率低。平均每月发生较大的故障5次，对生产影响较大。因此，要从根本上解决桥式起重机的各种弊端，只有利用PLC作为控制装置并采用变频器变频调速技术来解决。
二、改造方案
桥式起重机电气传动系统选用了功能强、速度快的三菱FX2N-80MR型PLC控制器。由于该系统主要是一些逻辑控制，所以以PLC作为控制核心。变频器采用FR-A740型和FR-A540型。
（一）可行性分析
桥式起重机的5台电动机都需要调速，因而各有独立的调速系统。其中主钩、辅钩是位能负载，要求恒力矩、四象限运行，性能要求高，调速控制较为复杂。桥式起重机要求起动力矩大，低速时需大力矩输出，一般U/f控制，转差频率控制的变频器无法满足负载变化剧烈要求。磁通矢量控制方式是基于电动机的动态数学模型，通过坐标变换把异步电动机模仿成直流电动机的控制方法，即将异步电动机的定子电流分解成产生磁场的电流分量（励磁电流）和与磁场相垂直的产生转矩的电流分量（转矩电流），通过控制电动机的励磁电流和转矩电流大小、相位，就可以对电动机的励磁电流和转矩电流大小、相位任意控制，从而达到控制电动机转矩的目的，也就控制了电动机的转速。
（二）器件型号选择和主要参数设定
当桥式起重机的主钩电动机快速制动或带着位能负载快速下降时，电动机工作在发电状态，此时电动机所产生能量如不及时回馈给电网或用外部电阻消耗掉，既不能获得足够大的制动转矩，还会导致变频器过电压跳闸，甚至损坏变频器。因此，正确选择变频器就显得尤为重要。安川H1000系列是起重机专用变频器，具备磁通矢量控制模式，采用正弦波PWM控制，特别装备有专为控制桥吊和完成自动调整功能的智能软件，内置能量回馈再生制动单元和交流输入电抗器，完全满足桥式起重机的工况要求，还具有明显的节能效果。
三、工作原理
以桥式起重机主钩为例，PLC与主钩电动机变频器的接线，电磁制动控制电路，PLC的I/O分配。
R1、S1直接接入电网，是为了在需要时保持异常信号，便于控制和分析原因。否则，当保护回路已经动作时，若断开变频器电源侧的电磁接触器KM，则变频器控制电路电源也断开，异常输出信号不能保持。STF（或STR）的闭合能使电动机保持正转（或反转）状态，RH（高）、RM（中）、RL（低）的不同动作组合，可使变频器多段速运行。主钩电动机的负载是恒转矩负载，低速时要有大转矩输出。采用顺序起动、逆序制动控制。所有的时序控制和端子均由PLC编程控制，简单、可靠、灵活。
主钩的电磁制动器控制过程：当变频器得到正转上升命令后，变频器输出频率达到设定频率（例如3HZ）以上时，端子RUN输出低电平，即继电器KA1得电吸合，控制KM1吸合，电磁铁YB松开（此刻变频器已能通过电动机输出足够大的起升力矩），此信号回馈到变频器，电动机开始运转并上升至设定转速。
当变频器得到下降命令后要求减速停机时，如果过早制动，就会磨损制动机构，缩短机械寿命；若在电动机停转时才进行制动，电磁制动滞后动作会引起输出力矩不足使重物跌落。因此，在电动机减速制动时，将能量回馈再生单元投入运行，采用低速制动的方法，当变频器频率下降至设定频率时（例如6HZ），端子RUN输出高电平，KA1不吸合， KM1就断开，YB制动、主钩电动机停止，从而克服了过早过晚制动的弊端。当变频器故障或提升限位开关动作时，KM1断开、YB制动、主钩电动机停止、保持住重物，防止溜钩。这些都由PLC编程控制，使系统具有更高的安全可靠性。
四、 结束语
采用专用变频器调速系统改造后的桥式起重机，经柳工机械工程公司总装车间的桥吊一年多的实践应用证明，重载低速起动可靠、运行稳定，加减速时间的设定使各档起动、制动速度相当平稳，控制精度高。利用频率检测信号控制制动器开闭，解决了溜钩问题。利用电源回馈技术把电动机的再生能量回馈电网，既提高了系统的效率，也提高了系统的安全性。PLC的控制使电动机主电路实现了无触点化，减少了故障点和故障率，使系统的可靠性进一步提高。取消了传统的电动机转子串电阻起动，每台起重机每年仅节约就达11万元，每年节省电费、维修费、人工费等共计为55万元，间接的经济效益约为76万元。因此变频调速系统在桥式起重机中应用推广，具有很好的发展前景。
参考文献：
[1]孙传森，钱平.变频器技术[M].北京：高等教育出版社，2005.
[2]王兆.变频器应用与实训指导[M].北京：高等教育出版社，2005.