【摘要】在铸造车间，起重机作为重要设备，起重机质量直接影响着车间生产效率与质量。然而，在工作条件影响下，起重机的设备元件寿命短暂，故障几率较高，其中，电气问题发生频率最高，直接影响了起重机的正常运行，铸造车间生产水平难以保障。对此，加强电气改造工作，降低投入成本，提高起重机起升稳定性，增强起重机环境适应性，具有重要意义。下文对铸造车间起重机的电气改造展开探讨。
【关键词】铸造车间；起重机；电气改造
前言：在冶金、铸造等多个领域中，起重机应用非常广泛。然而，在起重机长期应用中，元器件极易发生故障，起重机的运行状况受到直接影响[1]。为解决这些问题，加强起重机的维修与改造，转变传统控制方式，具有重要意义。加强电气改造，有助于降低元器件故障几率，增强起重机的安全系数。对此，加强铸造车间内起重机改造，保障起重机稳定运行。
1、起重机在电气改造之前存在问题
在铸造车间内，起重机作为重要设备，在未进行电气改造前，常常遭遇如下问题：其一，在铸造车间生产中，为提高车间生产效率，起重机需要反复升降，为起重机电机系统带来较大压力，增大了跳闸发生几率，为车间生产效率带来直接影响。其二，在起重机运行中，机床在不断运行，带动主沟摆动桩基，为起重机控制器的稳定运行带来不利影响，极易导致电机烧毁，起重机正常使用难以保障[2]。其三，在起重机实际运转中，起重机控制档位会偶尔失灵，带来较大隐患。
2、铸造车间起重机调速原理与特点
在对铸造车间内起重机进行电气改造中，改造方法往往采用调速方法，常用调速方式包含三种：转子串电阻调速、调压调速、PLC结合变频器调速。每种方式都有自身特色，应根据实际情况选择最佳方式。
在三种调速方式中，转子串电阻调速：主要是在电阻器内串入转子，转矩一定的情况下，转差率、转子电阻呈正比，改变串入转子的电阻大小，达到调速效果，电阻越大，转速越低。该调速方式具有如下特点：其一，投资成本低，操作方式简单，应用较为广泛。其二，实现开环控制，转速稳定性与工作稳定性不足，冲击力较大，在换挡过程中，极易晃动。其三，调速并非随意调整，仅能由电机额定转速向下调整。其四，电器元件极易损坏，外部设备众多，线路较为复杂[3]。调压调速：主要是通过控制定子绕组端电压，控制电机转速变化。该调速方法具有如下特点：其一，适宜各类工作环境，应用较为广泛。其二，系统为闭环控制，速度并不会受到负载影响，运转速度较为平稳。其三，具有较高安全系数，系统拥有众多安全保护。其四，外部设备较少，线路也相对简单，成本低廉，具有较高过载能力。变频调速：该调速方式主要通过控制供电频率达到调速效果。该方式具有如下特点：其一，闭环控制，系统具有较高稳定性；其二，无级调速，具有较高可靠性。其三，节约电能，保护电机，且外部设备较少，线路相对简单。其四，对环境提出较高要求，且成本较高，过载能力不足。
3、铸造车间起重机现状与改造方式
当前，在铸造车间，起重机大都以串电阻调速，由上述分析可知，因调速方式缺陷，铸造车间环境难以满足需求，起重机运行安全性、稳定性难以保障，增大了元器件损坏几率，而起重机在维护时，大多利用替换原器件方式，增大了成本投入，影响了铸造车间生产效率。对此，在电气改造时，可优先考虑变频调速、调压调速两种调速方式[4]。
变频调速作为无级调速，速度控制简单，调速并不会为起重机带来较大冲击，常用于电动机调速。但是，变频调速时，必须将起重机内原有电气元件更换，增大了改造成本。该调速方式对环境的要求较高，而铸造车间环境恶劣，并不适合变频调速。调压调速使用时，对工作环境无要求，还无需更换电机，电气改造的成本较低，并且，调压调速为闭环控制，提高了速度稳定性，对起重机冲击力较低。因此，在对铸造车间内起重机进行电气改造中，可选择调压调速方式。
4、调压调速器元器件的选择
以某铸造车间内的起重机为例，通过对电气中的起升装置改造，展示调压调速系统下元器件的选择。
在此次电气改造中，选择调速方式为调压调速，起重机为16/31T，起升驱动电机选择YZR225M-8，电机功率（PN）为22kW，定子的额定转速（n）715rpm，额定电流（Ie）为46.9A，转子的额定电流为（I2N）59.1A，效率为（η）0.86，功率因子0.79.调压控制器标称电流60.97A，因此，调压控制器选择100A大小即可。
4.1、转子电阻器计算
实际功率计算：PM=M*9.81*V/（60η）
在上述公式中，M表示起重机荷载量，M=16t。V表示起重机的起升速度，V≤8m/min
根据上述数据，计算得出：PM=24.3kW
转子实际电流计算：I2M=PMI2N/PN
在计算公式中，I2M表示实际电流，根据文中数值计算得出：I2M=65.3A
转子电阻计算：Re=E2/1.732I2M
在上述式子中，Re表示转子电阻，E2表示转子开路电压，为232V，将文中数值带入计算得出：Re=2.05Ω
转子电阻各段阻值计算：选择三段具有代表性的转子串接处，阻值分别是R1、R2、R3，其中，R1=0.09Re=0.184Ω；R2=0.11Re=0.2255Ω；R3=0.16Re=0.328Ω。
如此，为保障调压调速质量，提高电气改造效率，可依照数字选择相近电阻器，也可直接定制。
4.2、主断路器选择
在起重机电气改造中，为避免调压调速装置被大电流冲击，应严格选择主断路器。主断路器主要用来短路保护，选择电子脱扣装置电路器，能够对主电路电流进行检测，还能推动推动或放大脱扣机构。而在主断路器选择时，其额定电流应高于电动机运行时的额定电流，瞬动电流整定值是起重机内电动机的额定电流*3.
4.3、换向接触器的选择
在电气改造过程中，换向接触器必须要达到起重机安全性与可靠性需求，当可控硅、系统出现故障，可强制断开接触器，消除故障损失。换向接触器的应用，能够实现无电流切换，因此，接触器不需要带电分断。在换向接触器选择时，应依照接触器提前约定的发热电流选择。因为起重机实际情况，接触器可依照AC-3工作制允许的工作电流科学选择,即在AC-3工作制中，工作电流等同于电动机运行状态的额定电流。
4.4、转子接触器的选择
在选择转子接触器时，其的额定电流需要依照转子接触器接法确定，不同的接法，额定电流存在差异。同时，还应思考转子接触器耐压性能，该性能也依照接触器接法确定。因为，不同接法的转子接触器耐压存在不同。
5、总结
总而言之，在铸造车间中，为保障起重机电气改造的顺利进行，应选择调压调速、变频调速等方式。而铸造车间本身环境质量不佳，变频调速难以实现，选择调压调速较为适宜。以调压调速改造起重机电气工程，不仅保障了起重机稳定运行，还满足了起重机对安全性、经济性等要求。所以，选择调压调速方式最佳。
参考文献：
[1]戴军. 关于铸造车间起重机的电气改造的探讨[J]. 中国铸造装备与技术, 2018, 053(001):55-57.
[2]刘坤, 陈乐, 周洪海. 逻辑控制器在起重机电气改造中的应用[J]. 世界有色金属, 2018, No.501(09):262+264.
[3]何娟. 起重机电控系统改造中应注意的问题[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2018, 279(33):116.
[4]贾旺. PLC与变频器在桥式起重机电气改造中的应用[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(005):2518.