1 前言
橋式起重機作為沖壓車間重要的生產設備之一，對起重機供電質量及可靠性提出了更高要求。隨著汽車產業的高速發展，沖壓車間大量采用橋式起重機進行模具、物料的搬運及更換。由于沖壓車間占地面積較大，導致需要橋式起重機遠距離運行，遠距離作業時供電產生的電壓降成為影響橋式起重機能否正常作業的重要因素。本文將對橋式起重機的耗電組成、遠距離供電壓降計算方法、供電方式、設備可靠性研究等問題進行研究。
2 橋式起重機耗電設備組成
橋式起重機一般采用滑觸線和扁電纜結合的供電形式。滑觸線用于沖壓車間供電點到橋式起重機輸電，扁電纜用于橋式起重機至各電動機及用電器輸電。下面通過表1起重機功耗分析表對國內、外起重機耗電設施及元器件進行分析。
由表1中數據可以看出，起重機的耗電設備組成主要為起升電機及大車、小車行走電機。同一廠家不同級別起重機功率差異體現在大小車行走電機上，不同品牌同一型號起重機由于標準不同，行走電機功率大小選擇及起升機構形式的不同是起重機功率差異較大的原因。
3 遠距離橋式起重機供電壓降計算
影響橋式起重機供電壓降計算因素有電機負載持續率、安全滑觸線的規格和供電點數量等。負載持續率是指設備能夠滿載工作時間的比率。
2 臺軌道長度 150 m，起升質量 50/20 t 的橋式起重機共線作業，以一般起升電動機負載持續率 40%，行走電機負載持續率25%為例進行研究。
3.1 工作電流計算
為了簡化計算，采用工程上常用的綜合系數法，表2為綜合系數選取表。計算公式如下：
PC = KZ P∑IC = PC ×1000KZ P∑ 3Ur cos φ = K′Z P∑式中，PC 為工作功率；IC 為工作電流；KZ 為綜合系數，取 0.38；為與綜合系數相對應的電流系數
( Ur =380 V，cosφ=0.5)，取 1.14；P 為在額定負載持續率下滑觸線總功率；Ur為設備的額定電壓；cosφ為功率因數，一般取 0.5。經計算得到，2 臺起重機的工作電流為192 A。
為了驗證滑觸線路上的電壓降是否在允許范圍以內，需用峰值電流進行檢驗，峰值電流的計算公式如下:
Iif = IC + (Kst - KZ)·Ir. max式中，Iif 為峰值電流；IC 為工作電流；Ir. max 為*大一臺電動機額定電流；KZ 為綜合系數；Kst 為*大一臺電動機起動電流倍數，變頻電機取1.5。
經計算得出，2 臺起重機啟動工作的峰值電流為229.76A。
3.2 供電壓降核算
隨著起重機電機、變頻技術、線纜制造工藝的提升等技術的發展，電壓降的分配可達到:起重機內部為2%～3%，電源線為3%～5%，滑觸線為8%-10%。綜上，滑觸線電壓降不超過 8%。交流滑觸線的電壓降 ΔU% 按下式計算:
ΔU% = 3 × 100Ijf LZ Un式中，Un 為額定電壓；Ijf 為峰值電流；L為滑觸線的長度；Z為滑觸線的阻抗。
滑觸線的計算長度與滑觸線總長和滑觸線供電點數量有關。圖1為單點供電，圖2為兩點供電。
由圖 1 可知，單點供電時，滑觸線*佳供電點位置在中點位置時，如圖1b所示，滑觸線的計算長度為 L/2，壓降*低；兩點供電時，滑觸線*佳供電點位置在滑觸線兩端點偏 L/6 處，如圖 2b 所示，滑觸線的計算長度為 L/6；根據起重機軌道有效長度150 m 及選用安全滑觸線計算可知，滑觸線計算長度不大于100 m，需采用兩點供電方案。
4 橋式起重機供電方式的選擇
橋式起重機的電源要求輸入的額定電壓為AC380V（上下浮動10%），頻率為工頻50 Hz，考慮車間輸電壓降，車間現場配電柜實際供電電壓為400 V。
圖3為起重機供電圖原理，對沖壓車間主線同一條軌道上有2臺起重機的雙點供電圖進行分析。圖 3 中兩臺有效軌道長度為 150 m，跨度為30.99 m,雙梁橋式起重機起升質量 50/20 T，為 L/6軌道處兩點供電方式。圖 3 中對起重機的維修區與安全區進行了劃分，并對每段區域的供電控制分別配置了空氣開關 Q11、Q12、Q21、Q22，保障了起重機日常點檢及維護安全、便捷。
5 供電可靠性研究
供電可靠性研究從元器件可靠性分析、控制系統可靠性分析、供電系統可靠性分析三部分分析。元器件和控制系統可靠性分析如表 3 和表 4
5.1 供電系統可靠性分析
分工界面：業主提供插接箱或配電柜，并負責接至分包商配電箱上口施工及線纜、橋架、線管等；承包商負責配電箱及其內部元器件的購買及安裝，并負責完成2個維修區的規劃、施工。
為沖壓車間 2 臺 A6 起重機設置 2 個維修區，便于其中一臺起重機故障時，另一臺起重機在不切斷總電源的情況下繼續正常工作，保證設備供電可靠性。
6 結束語
橋式起重機在汽車行業廣泛應用，本文通過對橋式起重機的耗電組成、遠距離供電壓降計算方法、供電方式、供電可靠性研究等進行分析，為后續研究起重機采用接觸線供電方式的普及做出一定的指導及借鑒意義。
