起重机定子调压调速控制器介绍
起重机定子调压调速控制器系列产品适用于冶金、矿山、铁路运输、港机、建筑、化工、石油等行业，主要是控制起重机各机构上运行的各种绕线电动机的专业产品，特别适用于重级工作制度和处于恶劣环境中的起重机的驱动、调速、控制的专业产品。
QTDJ 系列调速器自推出以来，经过不断的改进和发展，到目前为止，已形成3个系列：分别为QTDJ 、QTDJ-I 、QTDJ-II 等。
◆ QTDJ 智能起重机调压调速控制器（以下简称QTDJ 调速器），采用数字控制，性能更优越，
且提供了全中文界面，是我公司的第一代产品。
◆ QTDJ-I 绕线电机调速控制器（以下简称QTDJ-I 调速器），是在QTDJ 调速器基础上开发的第
二代产品。
◆ QTDJ-II 智能起重机调压调速控制器（以下简称QTDJ-II 调速器），是在QTDJ-I 调速器基础
上开发的第三代产品。
这几个系列的产品各有千秋，但是具有相同的技术指标和性能特点。
1、性能特点
◆ 利用电机转子频率或脉冲编码器反馈实现闭环控制。 ◆ 独立于载荷恒定速比。
◆ 4档速度设定，出厂默认值：10%、20%、32%和100%。
◆ 平稳的加速和减速，减少了对电机及机械构件的冲击。 ◆ 电制动和机械制动合理配合，减少了制动器的磨损。
◆ 简化外围线路，降低成套系统成本，大容量系统尤为明显。
◆ 采用内置晶闸管换向，不需外部换向接触器，提高换向可靠性（不再担心机械联锁卡死），
降低了系统制造和维护成本；
◆ 主令信号（强电）直接输入，不需要外接继电器转换，不再苛求低电压、小电流状况下继
电器的接通能力，降低了屏柜制作成本和对布线的工艺要求；
◆ 増设主令输入信号和系统输出信号的LED 指示，方便调试、维护和对使用过程的监控； ◆ 内置快熔保护(带有备品) ，对晶闸管的保护更加有效，内置备件，充分为用户考虑，实现
现场的快速处理，系统中可用负荷开关代替断路器，降低系统成本。
◆ 弱电采用开关电源，大大降低了控制器的发热量； ◆ 高可靠性和安全性，免维护。 ◆ 安装、调试十分简单。 ◆ 适应恶劣的工作环境。
◆ 转子电阻切换采用晶闸管，不需要加速接触器，提高加速可靠性（不再担心机械卡死），降低了系统制造和维护成本；
2、主要技术指标：
◆ 环境温度 －25℃～＋63℃ ◆ 调速误差 ≤±5﹪ ◆ 速度变化率 ≤±5﹪ ◆ 均流系数 ≥0.9
◆ 耐振强度 5～13Hz ，振幅1.5mm ，13～150Hz 加速度1G
3
表1-1
QTDJ调速器采用数字控制，控制性能更好；增加了可调参数，设备适应环境能力更强；增强了故
障自检测和保护能力；采用了全中文界面，可实时显示电机的运行状况，并可检测和记录多种常见故障；增加串口通信，可与上位机、PLC 构成控制系统, 内置晶闸管换向，彻底避免换向接触器故障和机械联锁故障引起的系统故障，还可以降低系统成套的价格。内置熔断器，有效保护晶闸管，内置备件还有利于现场的快速处理。
QTDJ-I 调速器分别在QTDJ 基础上做了重大的改进：
主令信号（220VAC ）直接输入，内部光电转换，抗干扰能力更强，同时简化外围电路； 输入输出信号的LED 指示，方便调试和维护，在简单的应用中可代替PLC ； QTDJ-II 调速器分别在QTDJ-I 基础上做了重大的改进：
QTDJ-II 调速控制器采用编码器反馈，编码器反馈可以大大提高调速精度。
4、型号规格
QTDJ 系列调速器的容量范围大：32A ～3200A ，用户可以根据需要选择不同容量的调速器。
Q T D J
版本号附加代号
S 起升机构Y 平移机构
电流标称值晶闸管换向数字式调压调速起重机电控设备
表1-2
5、调速器选型
QTDJ 系列调速器的选型应根据在一定工作制度下电动机拖动实际的额定负载时电动机定子上通过的电流来确定。如果无法得知电机实际工作电流，则建议以规定工作制下的电机定子额定电流为依据。
不同工作制下，QTDJ 系列调速器标称电流与电机实际定子电流的关系，如表1-3。
6、外围器件选型
◆ 主断路器的选择
QTDJ 系列调速器为核心的电气传动系统中，系统对主断路器的要求是既要方便的分断电源，又要在发生短路时能迅速脱扣，有效保护控制器的晶闸管。因此宜选用反应灵敏的断路器，最好带有电子脱扣器。瞬时脱扣电流一般整定为电机额定电流的3.5～5倍，脱扣时间不大于20ms 。 ◆ 转子加速晶闸管的选择
目前定子调压调速转子切电阻采用交流接触器吸合和断开来控制的，这样接触器的主触点在接通
和断开时不可避免出现飞弧现象，使主触点损伤，本公司产品转子切电阻采用了可控硅无触点切换，这种控制方式不存在触点打火现象，成本低，安全可靠。QTDJ 系列调压调速控制系统在升降机构一般采用二级切换加速，而平移机构一般无需切换电阻。加速晶闸管的常用接法如图1-3：加速晶闸管模块根据转子额定电流两倍选择。
转子加速晶闸管模块切换产生的起始峰值电流是电机转子额定电流的1.5倍至2倍之间；在无负
荷情况下打开，由于与绕线电机相关的切换特点的原因，应注意到切换进转子电压升至电机堵转额定转子电压的两倍。转子加速晶闸管模块导通关断时间应小于100ms ，使之与定子换向晶闸管模块导通关断时
间相适应。这样大大减小了负载情况下转子接触器触头的烧损，同时又延长了电器设备的使用寿命。 QTDJ 控制器系统升降机构采用二级加速，为50%（25HZ ）加速和75%（12.5HZ ）加速。加速晶闸管模块有四种连线模式。分别为三角、星形、V 和W 接法, 三角和星形接法比较常用而且普遍，如下为加速晶闸管模块接线方式图1-3（内部采用三角形接法），加速晶闸管模块根据转子额定电流2.5倍选择。
图1-3
◆ 输出回路的处理及输出继电器的选择
由于调速控制器内部继电器触点容量的限制（触点容量：阻性负载2A ），当触点控制的接触器容量较大时，不能直接驱动，需要中间继电器来过渡。该中间继电器触点容量应保证在5A （感性负载时）以上，当驱动的接触器特别大时，还应考虑提高中间继电器的触点容量，以保证系统的可靠运行。
为了保证系统的可靠运行及使用寿命，建议当所选择的QTDJ 系列调速器的标称容量≥150A 时，输出回路应通过中间继电器来过渡。 ◆ 制动接触器的选择
QTDJ 系列调压调速系统对制动接触器在选择上没有特殊要求。
由于现在很多地方都使用交流液压推杆制动装置，其液压驱动电流小，因此，制动接触器容量选择也比较小，接触器的弹簧弹力也小，在恶劣的环境下，特别是粉尘较多的环境中使用时，由于粉尘的积累，导致接触器释放时摩擦力增大，严重时会导致接触器断电不释放的现象出现，最终造成溜钩事故。在此，建议制动接触器可采用两只接触器，线圈并联、主触点串联使用，或者采用较大容量的接触器作为制动接触器，这样可以杜绝上述现象的发生。
◆ 主令控制器的选择
图1-4
◆ 电流互感器的选择
QTDJ 系列调速控制器为数字化产品，这三个系列的产品附带了电流互感器作为电流环的检测元件。 电流互感器的选择原则是互感器的一次电流标称值应大于电机在规定工作制度下的电流值。如电机电流100A ，应选125:0.1的电流互感器。
电流互感器与控制器均已组装为一体。表1-5列出了和调速控制器规格相对应的电流互感器的规格。
表1-5
◆ 电阻器计算
升降机构转子电阻器的参数计算
步骤1 根据起重机的载荷重量M ，效率η，起升速度v （m/min），计算机构所需的实际功率P M ：
P M =M ⨯9. 81⨯
1
η
⨯
v
60
步骤2 根据电机的额定功率P N 、实际功率P M 、和转子额定电流I 2N 计算转子实际电流I 2M ：
I 2M
P M =×I 2N P N
步骤3 根据转子开路电压E 2和转子实际电流I 2M 计算转子电阻R e ： R e =
E 23I 2M
步骤4 根据表1-6确定转子电阻器各段电阻值。
表1-6
例：一台起重机载荷重量M =50t（含吊具），起升速度v =8m/min，选电机为YZR315M-8， 机械效率η=0.85，转子电压E 2=345V，转子电流I 2N =163.9A，电机额定功率P N =90KW。
P M =50⨯9. 81⨯I 2=R e =
18
⨯＝77KW 0. 8560
77
⨯160. 9=137. 7A 90
345⨯137. 7
=1
. 44Ω
R1=0.09R e =0.09×1.44=0.1296Ω R2=0.11R
e =0.11×1.44=0.1584Ω R3=0.16R e =0.16×1.44=0.2324Ω
图1-5
本例不设R4，参照图1-5。
升降机构电机转子电阻器的载流量，R1、R2、R3可按S3-100%，R4按S3-70%；R1按1.2I 2，R2、R3按1.1I 2，R4按1.0I 2计算。 平移机构转子电阻器的参数计算
由于计算实际机械功率下的实际转子电流往往比较困难，平移机构可根据额定功率下的额定转子电压和转子电流进行计算，平移机构一般无需进行电阻切换，如图1-6所示。
R e =
E 23I 2M
R=0.3R e
平移机构电机转子电阻器的载流量，可按S3-100%， R 的通流量按1.2I 2N 计算。
图1-6
七 外形及安装尺寸
产品型号
S
QTDJ32-100A Y QTDJ150-350A
S Y
图1-7、QTDJ 系列(32-100A)外形尺寸
产品型号
QTDJ500-700A
S Y S
QTDJ1500-2000A
Y QTDJ1000-1200A
图1-8、QTDJ 系列(500-2000A)外形尺寸
`
A C 22508、应用原理框图
图1-9 QTDJ 系列平移典型参考原理图
0412-2516363
3～A C 380V 50H z
A C 251
2
图1-10 QTDJ 系列起升典型参考原理图1
0412-2516363
A C 2250图1-11 QTDJ 系列起升典型参考原理图3
0412-2516363
起重机定子调压调速控制器介绍
起重机定子调压调速控制器系列产品适用于冶金、矿山、铁路运输、港机、建筑、化工、石油等行业，主要是控制起重机各机构上运行的各种绕线电动机的专业产品，特别适用于重级工作制度和处于恶劣环境中的起重机的驱动、调速、控制的专业产品。
QTDJ 系列调速器自推出以来，经过不断的改进和发展，到目前为止，已形成3个系列：分别为QTDJ 、QTDJ-I 、QTDJ-II 等。
◆ QTDJ 智能起重机调压调速控制器（以下简称QTDJ 调速器），采用数字控制，性能更优越，
且提供了全中文界面，是我公司的第一代产品。
◆ QTDJ-I 绕线电机调速控制器（以下简称QTDJ-I 调速器），是在QTDJ 调速器基础上开发的第
二代产品。
◆ QTDJ-II 智能起重机调压调速控制器（以下简称QTDJ-II 调速器），是在QTDJ-I 调速器基础
上开发的第三代产品。
这几个系列的产品各有千秋，但是具有相同的技术指标和性能特点。
1、性能特点
◆ 利用电机转子频率或脉冲编码器反馈实现闭环控制。 ◆ 独立于载荷恒定速比。
◆ 4档速度设定，出厂默认值：10%、20%、32%和100%。
◆ 平稳的加速和减速，减少了对电机及机械构件的冲击。 ◆ 电制动和机械制动合理配合，减少了制动器的磨损。
◆ 简化外围线路，降低成套系统成本，大容量系统尤为明显。
◆ 采用内置晶闸管换向，不需外部换向接触器，提高换向可靠性（不再担心机械联锁卡死），
降低了系统制造和维护成本；
◆ 主令信号（强电）直接输入，不需要外接继电器转换，不再苛求低电压、小电流状况下继
电器的接通能力，降低了屏柜制作成本和对布线的工艺要求；
◆ 増设主令输入信号和系统输出信号的LED 指示，方便调试、维护和对使用过程的监控； ◆ 内置快熔保护(带有备品) ，对晶闸管的保护更加有效，内置备件，充分为用户考虑，实现
现场的快速处理，系统中可用负荷开关代替断路器，降低系统成本。
◆ 弱电采用开关电源，大大降低了控制器的发热量； ◆ 高可靠性和安全性，免维护。 ◆ 安装、调试十分简单。 ◆ 适应恶劣的工作环境。
◆ 转子电阻切换采用晶闸管，不需要加速接触器，提高加速可靠性（不再担心机械卡死），降低了系统制造和维护成本；
2、主要技术指标：
◆ 环境温度 －25℃～＋63℃ ◆ 调速误差 ≤±5﹪ ◆ 速度变化率 ≤±5﹪ ◆ 均流系数 ≥0.9
◆ 耐振强度 5～13Hz ，振幅1.5mm ，13～150Hz 加速度1G
3
表1-1
QTDJ调速器采用数字控制，控制性能更好；增加了可调参数，设备适应环境能力更强；增强了故
障自检测和保护能力；采用了全中文界面，可实时显示电机的运行状况，并可检测和记录多种常见故障；增加串口通信，可与上位机、PLC 构成控制系统, 内置晶闸管换向，彻底避免换向接触器故障和机械联锁故障引起的系统故障，还可以降低系统成套的价格。内置熔断器，有效保护晶闸管，内置备件还有利于现场的快速处理。
QTDJ-I 调速器分别在QTDJ 基础上做了重大的改进：
主令信号（220VAC ）直接输入，内部光电转换，抗干扰能力更强，同时简化外围电路； 输入输出信号的LED 指示，方便调试和维护，在简单的应用中可代替PLC ； QTDJ-II 调速器分别在QTDJ-I 基础上做了重大的改进：
QTDJ-II 调速控制器采用编码器反馈，编码器反馈可以大大提高调速精度。
4、型号规格
QTDJ 系列调速器的容量范围大：32A ～3200A ，用户可以根据需要选择不同容量的调速器。
Q T D J
版本号附加代号
S 起升机构Y 平移机构
电流标称值晶闸管换向数字式调压调速起重机电控设备
表1-2
5、调速器选型
QTDJ 系列调速器的选型应根据在一定工作制度下电动机拖动实际的额定负载时电动机定子上通过的电流来确定。如果无法得知电机实际工作电流，则建议以规定工作制下的电机定子额定电流为依据。
不同工作制下，QTDJ 系列调速器标称电流与电机实际定子电流的关系，如表1-3。
6、外围器件选型
◆ 主断路器的选择
QTDJ 系列调速器为核心的电气传动系统中，系统对主断路器的要求是既要方便的分断电源，又要在发生短路时能迅速脱扣，有效保护控制器的晶闸管。因此宜选用反应灵敏的断路器，最好带有电子脱扣器。瞬时脱扣电流一般整定为电机额定电流的3.5～5倍，脱扣时间不大于20ms 。 ◆ 转子加速晶闸管的选择
目前定子调压调速转子切电阻采用交流接触器吸合和断开来控制的，这样接触器的主触点在接通
和断开时不可避免出现飞弧现象，使主触点损伤，本公司产品转子切电阻采用了可控硅无触点切换，这种控制方式不存在触点打火现象，成本低，安全可靠。QTDJ 系列调压调速控制系统在升降机构一般采用二级切换加速，而平移机构一般无需切换电阻。加速晶闸管的常用接法如图1-3：加速晶闸管模块根据转子额定电流两倍选择。
转子加速晶闸管模块切换产生的起始峰值电流是电机转子额定电流的1.5倍至2倍之间；在无负
荷情况下打开，由于与绕线电机相关的切换特点的原因，应注意到切换进转子电压升至电机堵转额定转子电压的两倍。转子加速晶闸管模块导通关断时间应小于100ms ，使之与定子换向晶闸管模块导通关断时
间相适应。这样大大减小了负载情况下转子接触器触头的烧损，同时又延长了电器设备的使用寿命。 QTDJ 控制器系统升降机构采用二级加速，为50%（25HZ ）加速和75%（12.5HZ ）加速。加速晶闸管模块有四种连线模式。分别为三角、星形、V 和W 接法, 三角和星形接法比较常用而且普遍，如下为加速晶闸管模块接线方式图1-3（内部采用三角形接法），加速晶闸管模块根据转子额定电流2.5倍选择。
图1-3
◆ 输出回路的处理及输出继电器的选择
由于调速控制器内部继电器触点容量的限制（触点容量：阻性负载2A ），当触点控制的接触器容量较大时，不能直接驱动，需要中间继电器来过渡。该中间继电器触点容量应保证在5A （感性负载时）以上，当驱动的接触器特别大时，还应考虑提高中间继电器的触点容量，以保证系统的可靠运行。
为了保证系统的可靠运行及使用寿命，建议当所选择的QTDJ 系列调速器的标称容量≥150A 时，输出回路应通过中间继电器来过渡。 ◆ 制动接触器的选择
QTDJ 系列调压调速系统对制动接触器在选择上没有特殊要求。
由于现在很多地方都使用交流液压推杆制动装置，其液压驱动电流小，因此，制动接触器容量选择也比较小，接触器的弹簧弹力也小，在恶劣的环境下，特别是粉尘较多的环境中使用时，由于粉尘的积累，导致接触器释放时摩擦力增大，严重时会导致接触器断电不释放的现象出现，最终造成溜钩事故。在此，建议制动接触器可采用两只接触器，线圈并联、主触点串联使用，或者采用较大容量的接触器作为制动接触器，这样可以杜绝上述现象的发生。
◆ 主令控制器的选择
图1-4
◆ 电流互感器的选择
QTDJ 系列调速控制器为数字化产品，这三个系列的产品附带了电流互感器作为电流环的检测元件。 电流互感器的选择原则是互感器的一次电流标称值应大于电机在规定工作制度下的电流值。如电机电流100A ，应选125:0.1的电流互感器。
电流互感器与控制器均已组装为一体。表1-5列出了和调速控制器规格相对应的电流互感器的规格。
表1-5
◆ 电阻器计算
升降机构转子电阻器的参数计算
步骤1 根据起重机的载荷重量M ，效率η，起升速度v （m/min），计算机构所需的实际功率P M ：
P M =M ⨯9. 81⨯
1
η
⨯
v
60
步骤2 根据电机的额定功率P N 、实际功率P M 、和转子额定电流I 2N 计算转子实际电流I 2M ：
I 2M
P M =×I 2N P N
步骤3 根据转子开路电压E 2和转子实际电流I 2M 计算转子电阻R e ： R e =
E 23I 2M
步骤4 根据表1-6确定转子电阻器各段电阻值。
表1-6
例：一台起重机载荷重量M =50t（含吊具），起升速度v =8m/min，选电机为YZR315M-8， 机械效率η=0.85，转子电压E 2=345V，转子电流I 2N =163.9A，电机额定功率P N =90KW。
P M =50⨯9. 81⨯I 2=R e =
18
⨯＝77KW 0. 8560
77
⨯160. 9=137. 7A 90
345⨯137. 7
=1
. 44Ω
R1=0.09R e =0.09×1.44=0.1296Ω R2=0.11R
e =0.11×1.44=0.1584Ω R3=0.16R e =0.16×1.44=0.2324Ω
图1-5
本例不设R4，参照图1-5。
升降机构电机转子电阻器的载流量，R1、R2、R3可按S3-100%，R4按S3-70%；R1按1.2I 2，R2、R3按1.1I 2，R4按1.0I 2计算。 平移机构转子电阻器的参数计算
由于计算实际机械功率下的实际转子电流往往比较困难，平移机构可根据额定功率下的额定转子电压和转子电流进行计算，平移机构一般无需进行电阻切换，如图1-6所示。
R e =
E 23I 2M
R=0.3R e
平移机构电机转子电阻器的载流量，可按S3-100%， R 的通流量按1.2I 2N 计算。
图1-6
七 外形及安装尺寸
产品型号
S
QTDJ32-100A Y QTDJ150-350A
S Y
图1-7、QTDJ 系列(32-100A)外形尺寸
产品型号
QTDJ500-700A
S Y S
QTDJ1500-2000A
Y QTDJ1000-1200A
图1-8、QTDJ 系列(500-2000A)外形尺寸
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A C 22508、应用原理框图
图1-9 QTDJ 系列平移典型参考原理图
0412-2516363
3～A C 380V 50H z
A C 251
2
图1-10 QTDJ 系列起升典型参考原理图1
0412-2516363
A C 2250图1-11 QTDJ 系列起升典型参考原理图3
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