匯川變頻器在起重機(jī)控制中的應(yīng)用

    引言：近兩年我公司在起重機(jī)的控制系統(tǒng)中用了一百多臺(tái)匯川MD320系列變頻器。匯川變頻器以優(yōu)越的性價(jià)比、良好的技術(shù)支持、完善的售后服務(wù)體系受到用戶的好評(píng)與青睞。本文介紹其中一臺(tái)起重機(jī)控制系統(tǒng)變頻器的應(yīng)用與參數(shù)設(shè)置及在起重機(jī)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)。 
    關(guān)鍵詞：起重機(jī)、匯川變頻器、無(wú)速度矢量模式

    1        起重機(jī)電機(jī)參數(shù)與變頻器選型

    1.1 起重機(jī)主要參數(shù)：跨度：40米，起重量：60噸，起升高度：20米。要求各機(jī)構(gòu)全部采用變頻調(diào)速。
    1.2 大車走行電機(jī)參數(shù)如下：
    單臺(tái)額定功率：4.0KW         電機(jī)數(shù)量：四臺(tái)
    單臺(tái)額定電流：9.2A           額定頻率速度：15米/分鐘

    要求速度：0～20米/分鐘
    1.3 小車走行電機(jī)參數(shù)如下：
    單臺(tái)額定功率：2.2KW         電機(jī)數(shù)量：兩臺(tái)
    單臺(tái)額定電流：5.6A           額定頻率速度：10米/分鐘

    要求速度：0～10米/分鐘
    1.4 卷?yè)P(yáng)機(jī)電機(jī)參數(shù)如下：
    單臺(tái)額定功率：30KW         電機(jī)數(shù)量：一臺(tái)
    單臺(tái)額定電流：63.4A           額定頻率速度：2.35米/分鐘

    要求速度：0～3.0米/分鐘
    1.5 變頻器的選擇：

    大車走行和小車走行兩個(gè)平移機(jī)構(gòu)采用一拖多的方式，設(shè)置V/F控制方式。根據(jù)電機(jī)總電流并留    有一定余量的原則，選擇大車走行變頻器型號(hào)為MD320T22GB；小車走行變頻器型號(hào)為MD320T7.5G；

    卷?yè)P(yáng)機(jī)升降機(jī)構(gòu)采用一拖一的方式，設(shè)置無(wú)速度傳感器適量控制方式（SVC）。選擇變頻器型號(hào)為MD320T37G。

    2  變頻器參數(shù)設(shè)置注意事項(xiàng) 詳細(xì)設(shè)置參數(shù)見(jiàn)下表。

    2.1 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，變頻器的加減速時(shí)間設(shè)置為3～6秒比較合適，時(shí)間太短，容易出現(xiàn)過(guò)電流現(xiàn)象，太長(zhǎng)則不容易定位；

    2.2 停機(jī)方式應(yīng)該設(shè)置為自由停車，在減速停機(jī)方式下，機(jī)構(gòu)撞到極限限位開(kāi)關(guān)后，容易出現(xiàn)越過(guò)限位的可能；

    2.3 在起重機(jī)控制中一定要啟用F8-18的啟動(dòng)保護(hù)功能，即零位保護(hù)功能，否則在停電后突然來(lái)電，功能手柄沒(méi)有在零位的情況下，會(huì)出現(xiàn)突然自動(dòng)運(yùn)行，造成危害；

    2.4 在有些施工現(xiàn)場(chǎng)，往往電壓比較低，出現(xiàn)大小車正運(yùn)行時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)啟動(dòng)或周圍突增其他用電負(fù)荷，變頻器進(jìn)入欠壓保護(hù)。對(duì)于大小車平移機(jī)構(gòu)可以啟用F9-07的瞬停不停功能，一般就可以解決。但是對(duì)于卷?yè)P(yáng)機(jī)這種位能負(fù)載，絕對(duì)不能使用該功能，在吊重過(guò)程中，容易出現(xiàn)負(fù)載突然下墜的可能，因?yàn)榫S持轉(zhuǎn)矩太小，而頻率又沒(méi)有降到制動(dòng)頻率以下。必須要求現(xiàn)場(chǎng)增加供電容量，或采取減小電壓損失的其他方法，保證供電質(zhì)量。

    2.5 起重機(jī)卷?yè)P(yáng)機(jī)的調(diào)速精度要求不高，設(shè)置為無(wú)速度傳感器適量控制方式完全能滿足要求，但必須要進(jìn)行調(diào)諧，一般靜調(diào)諧即可，否則變頻器會(huì)出現(xiàn)無(wú)規(guī)律的故障報(bào)警。

 

    2.6 有關(guān)變頻器與機(jī)械制動(dòng)的配合設(shè)置。一般設(shè)置好F8-19的頻率檢測(cè)值（FDT電平）即可，根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，水平平移運(yùn)行機(jī)構(gòu)設(shè)置為2赫茲，提升機(jī)構(gòu)設(shè)置為4赫茲。需要指出的是，為安全可靠，提升機(jī)構(gòu)必須做靜載、動(dòng)載試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)方法：吊起1.25倍的額定載荷，離開(kāi)地面10～20公分，停車不應(yīng)該有溜鉤現(xiàn)象（此處指的是機(jī)械制動(dòng)動(dòng)作之前）；動(dòng)載試驗(yàn)方法：吊起1.10倍的額定載荷，離開(kāi)地面10～20公分，停車穩(wěn)定后再提升時(shí)，不應(yīng)該有溜鉤現(xiàn)象。以上若有溜鉤現(xiàn)象，需要適當(dāng)提高FDT值，直到不溜鉤為止。同時(shí)以不溜鉤為前提，F(xiàn)DT值越小越好。以上試驗(yàn)反復(fù)三次合格為準(zhǔn)。該試驗(yàn)做好，能夠充分發(fā)揮變頻器的性能，同時(shí)也能避免溜鉤的安全事故。

    該控制系統(tǒng)在天津天達(dá)公司的使用現(xiàn)場(chǎng)，，一次調(diào)試合格。得到用戶肯定。

    3        變頻器在起重機(jī)控制應(yīng)用中的幾點(diǎn)體會(huì)

    3.1 關(guān)于制動(dòng)組件的配置

提升機(jī)構(gòu)設(shè)置制動(dòng)組件是常識(shí)問(wèn)題，往往不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。平移機(jī)構(gòu)是否設(shè)置制動(dòng)組件，常常被忽略，造成現(xiàn)場(chǎng)使用出現(xiàn)諸多問(wèn)題。主要是三點(diǎn)，一是起重機(jī)的自重和起重量量大，停車慣性比較大，出現(xiàn)停機(jī)減速過(guò)電流故障；二是起重機(jī)在海邊或風(fēng)阻大的現(xiàn)場(chǎng)使用，出現(xiàn)恒速過(guò)電流或停機(jī)減速過(guò)電流故障；三是走行軌道不可能水平，在下坡運(yùn)行，出現(xiàn)恒速過(guò)電流或停機(jī)減速過(guò)電流故障。所以建議平移機(jī)構(gòu)的變頻器也必須設(shè)置制動(dòng)組件。匯川變頻器30KW以下均可以內(nèi)置制動(dòng)單元，只要配置制動(dòng)電阻就可。30KW以上的變頻器按照變頻器用戶手冊(cè)中的制動(dòng)組件選型表配置。

    3.2 關(guān)于抗干擾問(wèn)題

    變頻器在起重機(jī)的控制中，如果沒(méi)有設(shè)備間同步的問(wèn)題，調(diào)速以模擬量無(wú)級(jí)調(diào)速最好，調(diào)速平穩(wěn)，沖擊最小。但干擾源容易通過(guò)模擬量進(jìn)入控制系統(tǒng)，典型的現(xiàn)象是減速停機(jī)過(guò)程中出現(xiàn)頻率抖動(dòng)，造成起重機(jī)整體晃動(dòng)。解決的方法，將模擬量信號(hào)的屏蔽層由原接在PE端，改接在GND上，即可消除。請(qǐng)同行遇到該問(wèn)題不妨一試。

    3.3 變頻器容量的選擇確定

    在變頻器一拖多的情況下，選擇變頻器一定要按照電流的原則確定，比如該起重機(jī)的大車走行中，單臺(tái)電機(jī)4KW，四臺(tái)電機(jī)16KW，選用18.5KW變頻器好象還有余量，但單臺(tái)電機(jī)的額定電流是9.2A，總電流應(yīng)該是36.8A，而18.5KW變頻器的額定輸出電流是37.0A。已經(jīng)沒(méi)有多少余量了，所以選擇22KW變頻器應(yīng)該是比較合理的。

    結(jié)束語(yǔ)

    匯川變頻器在我公司起重機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，產(chǎn)品范圍從起重量幾十噸直到四百五十噸，完全替代了進(jìn)口品牌。實(shí)踐證明，匯川變頻器的性能完全能滿足起重機(jī)控制系統(tǒng)的使用要求。

    參考文獻(xiàn)：

    1： MD系列模塊化矢量變頻器 MD320用戶手冊(cè)；

    2：實(shí)用起重機(jī)電氣技術(shù)手冊(cè) 主編 裘為章 機(jī)械工業(yè)出版社

 

 

    本文作者：邯鄲中鐵橋梁機(jī)械有限公司     陰生富  電氣工程師   

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