辽宁广播电视大学本科毕业设计论文
（3）转子串电阻调速，机械特性软，负载变化时转速也变化，调速不理想。所串电阻长期发热，电能浪费大，效率低。要从根本上解决这些问题，只有彻底改变传统的控制方式。
近年来，随着计算机技术和电力电子器件的迅猛发展，电气传动和自动控制领域也日新月异。其中，具有代表性的交流变频装置和可编程控制器（PLC）获得了广泛的应用，为PLC控制的变频调速技术在桥式起重机拖动系统中的应用提供了有利条件。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
作为通用工业控制计算机，30年来，PLC从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。
PLC是一种以微处理器为核心，综合了计算机技术，半导体存储技术和自动控制技术的新型工业控制器。PLC与传统的继电器控制比较，具有通用性好、功能强、可靠性高、定时准确、定时范围宽、扩展灵活、维修方便等许多优点。
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从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
3.2 采用变频控制的优点
（1）提供灵活的启动方式选择及优异的启动特性。可提供软启动、带可选突跳启动的软起动、限流起动及双斜坡启动和全压启动等启动方式选择，用户可根据自身要求及系统电网要求来选择相应的启动方式并设置起动参数，以达到最佳的启动效果。
（2）全功能保护系统。软启动器不仅能提供过载保护，而且可提供各种操作故障状态下的保护，诸如输入/输出缺相、电机堵转、晶闸管短路及失压、过压、短路等保护，其中内置的过载保护功能可省去热继电器，使配电柜内布线更加简单、迅速。此外不需增加任何传感器或仪表，可读取电机的运行参数，如：电流、电压、功率．千瓦时及运行时间等。除了拥有强大的保护功能之外，软启动还具有故障自诊断功能，大大减少了以往故障查找与检修的时间，节省了人力。
（3）运行可靠，维修方便。软启动器大电流运行无触点，采用交流开关无级调压，消除了系统中产生接触不良的影响，且调压范围宽，过载能力强，人性化的菜单界面可极为方便地查阅参数或修改参数，通过附加的通信网络接口达到自动化集中控制。
（4）节能运行。随着电机负载率的变化，软启动自适应控制自动调整电机的转速，使电机运行功率因素相应提高，同时降低电机运
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行时的功率损耗。对经常启动且负载变化频繁的电机，节能效果显著。电机在负载到满载范围内的最高综合节电效果可达损耗的40％左右。
（5）延长设备使用寿命，提高生产率。电动机的软启动能有效降低启动机械应力，减少对传动元件的机械冲击，在液流系统中能有效消除喘振或液击问题，提高设备利用率，提高生产率。
3.3 变频器基本结构与分类
变频器是把工频电源变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU以及一些相应的电路。
变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等。
变频器有非智能控制方式和智能控制方式。非智能控制方式有： （1）转差频率控制。转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照已知异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这是一种闭环控制方式，可以使
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变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。
（2）矢量控制。矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、o坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。
（3）直接转矩控制。直接转矩控制是利用空间矢量坐标的概念，在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链的目的，因此省去了矢量控制等复杂的变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高。即使在开环的状态下，也能输出100%的额定转矩，对于多拖动具有负荷平衡功能。
（4）最优控制。最优控制在实际中的应用根据要求的不同而有所不同，可以根据最优控制的理论对某一个控制要求进行个别参数的最优化。例如在高压变频器的控制应用中，就成功的采用了时间分段控制和相位平移控制两种策略，以实现一定条件下的电压最优波形。
（5）其他非智能控制方式。在实际应用中，还有一些非智能控制方式在变频器的控制中得以实现，例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等。
3.4 起重机的保护装置
（1）电动机的过载保护。用于各电动机过载时的过电流保护。 （2）起重机短路保护。用于起重机主、控制电路出现短路时的保护。
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（3）失压保护。起重机停电再来电时，起重机回复到原始停止状态，不会自行工作。
（4）大、小车行程保护。
（5）门开关。桥式起重机驾驶室门外、通向桥架的仓口以及起重机两侧的端梁门上应安装门舱联锁保护装置。
（6）升降限位。过卷扬限位器应保证吊钩上升或下降到极限位置时，能自动切断电源。
（7）起重量限制。50 t及以上的起重机，宜安装超负荷限制器。 （8）停车保护。起重机大、小车运行机构，在轨道终端极限位置，均应安装缓冲器。
（9）零位保护。防止起重机在工作过程中，突然停电再来电出现自行工作现象。
3.5 主令控制器的原理与结构
凸轮控制器控制线路简单，紧急使用且方便，与保护配电箱配合，广泛用于桥式起重机的电气控制，但在下列情况下，却难以胜任，即：
（1）电动机容量大。 （2）操作频率高。
（3）起重机的操作手柄多，要求减轻司机的疲劳强度。 （4）起重机工作繁重，要求电气设备有较长的寿命。 （5）要求起重机工作时，有较好的调速和点动性能。
这时就需要采用主令控制器与交流磁力控制盘想配合来完成，即通过主令控制器的触电变换，来控制交流磁力控制盘上的接触器动作以达到控制电动机的起动，调速，换向和制动等目的。
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