1引言

近年來，隨著國家建設(shè)的大力發(fā)展，啟閉機(jī)在電力建設(shè)、水利建設(shè)、運(yùn)輸港口上的應(yīng)用越來越廣泛。當(dāng)啟閉機(jī)在起吊比較寬的閘門的時候，單吊點(diǎn)就不能滿足閘門啟閉要求，這時我們就要用到雙吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)型式的啟閉機(jī)來起吊閘門。

安川公司新推出的H1000系列變頻器采用了高性能電流矢量控制，可實現(xiàn)高啟動轉(zhuǎn)矩和超低速運(yùn)行。本文主要介紹如何將H1000系列變頻器成功運(yùn)用于雙吊點(diǎn)啟閉機(jī)的主從控制。

2啟閉機(jī)起升系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

我單位為嘉興獨(dú)山煤炭中轉(zhuǎn)碼頭自主設(shè)計的2×1250KN臺車式啟閉機(jī)，裝設(shè)于浙能嘉興獨(dú)山煤炭中轉(zhuǎn)碼頭項目圍堤工程啟閉室內(nèi)，用于排撈水閘的起吊以及在兩孔口間的移動。本啟閉機(jī)采用雙吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)形式（具體見圖1所示），由兩套直徑為φ850mm的卷筒分別帶動一套起重吊具（動滑輪組）。每套機(jī)構(gòu)分別由一個電動機(jī)（YZP280M-855kW）通過一個硬齒面臥式減速器（H4SH15-160）帶動卷筒轉(zhuǎn)動。兩套機(jī)構(gòu)之間通過聯(lián)軸器（CLZ6聯(lián)軸器）和剛性軸聯(lián)接，以保持兩吊點(diǎn)起升的同步性。每套機(jī)構(gòu)由一個電動機(jī)（YZP280M-855kW）驅(qū)動，配置有一個制動器（YWZ5-400/80）。

圖1機(jī)械結(jié)構(gòu)模型圖

2.2電氣系統(tǒng)特點(diǎn)

由于異步電機(jī)滑差的特性決定了在兩臺以上電機(jī)同時驅(qū)動一個剛性負(fù)載時，會發(fā)生負(fù)載分配不均的現(xiàn)象，嚴(yán)重的情況下甚至可能在輕負(fù)載狀態(tài)下發(fā)生一臺電機(jī)拖著另一臺電機(jī)工作，一臺電機(jī)處于電動狀態(tài)，一臺電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)的情況。為了避免這種情況，使啟閉機(jī)每個吊點(diǎn)的負(fù)載均勻分配，本雙吊點(diǎn)啟閉機(jī)的起升機(jī)采用主從控制方式。變頻器采用安川H1000CIMR-HB4A0180矢量型變頻器。其硬件線路如下圖2和圖3所示：

圖2主變頻器主回路原理圖

圖3從變頻器主回路原理圖

兩臺變頻器均采用閉環(huán)矢量控制，主變頻器作速度控制，從變頻器作轉(zhuǎn)矩控制，主變頻器的兩個模擬量FM，AM輸出端子分別輸出頻率指令和轉(zhuǎn)矩指令，頻率指令用0~10V信號，轉(zhuǎn)矩指令用-10~+10V信號。從變頻器的A1端子接受主變頻器的FM端子輸出信號作為速度限制，從變頻器的A3端子接受主變頻器的AM端子輸出信號作為轉(zhuǎn)矩指令。當(dāng)開始工作的時候，主驅(qū)動負(fù)載會產(chǎn)生一個實際的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩指令，將此轉(zhuǎn)矩指令輸出給做轉(zhuǎn)矩控制的從變頻器，從變頻器也會輸出一個同樣大小的轉(zhuǎn)矩，這樣兩臺變頻器輸出的轉(zhuǎn)矩一樣，就不會出現(xiàn)負(fù)載不均衡的現(xiàn)象。主變頻器的頻率指令輸出給從變頻器作為速度限制，如此從變頻器的速度就被限制在和主變頻器當(dāng)前相同的運(yùn)行速度。

對于主變頻器的轉(zhuǎn)矩輸出，由于10V對應(yīng)的是電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的100%，但電機(jī)啟動的時候輸出轉(zhuǎn)矩可能超過電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的100%，故此時無法輸出100%以上的轉(zhuǎn)矩信號，所以需要將主變頻器的轉(zhuǎn)矩指令模擬量AM端子H4-05輸出增益設(shè)定為0.5，這樣10V就可以對應(yīng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的200%；對于從變頻器轉(zhuǎn)矩的輸入，出廠值10V對應(yīng)電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的100%，故無法輸入100%電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩以上的轉(zhuǎn)矩指令，所以需將從變頻器的A3端子H3-07的增益設(shè)定為200%，與主變頻器的H4-05端子配合。當(dāng)有10V輸入的時候所對應(yīng)為200%的轉(zhuǎn)矩。

由于轉(zhuǎn)矩是有方向性的，所以主變頻器的轉(zhuǎn)矩輸出端子H4-08設(shè)定為1，從變頻器的轉(zhuǎn)矩輸入指令端子H3-05設(shè)定為1，即對應(yīng)的信號為-10V~+10V。

3調(diào)試步驟

在設(shè)定變頻器的參數(shù)前，先分別進(jìn)行變頻器旋轉(zhuǎn)型自學(xué)習(xí)，自學(xué)習(xí)通過之后分別將相應(yīng)參數(shù)下載到對應(yīng)的變頻器中去即可，變頻器參數(shù)見表1。注意變頻器旋轉(zhuǎn)型自學(xué)習(xí)通過之后在進(jìn)行主從調(diào)試前需將兩起升機(jī)構(gòu)的同步剛性軸聯(lián)接起來。

表1變頻器參數(shù)

注意：上表1中備注一欄沒有說明的則是主、從變頻器各自都要設(shè)置的參數(shù)，備注過的則是主、從變頻器各自分別需要設(shè)置的參數(shù)。

4調(diào)試故障處理

當(dāng)調(diào)試中出現(xiàn)主從變頻器輸出轉(zhuǎn)矩不一致時，則需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況調(diào)整從變頻器H3-03(端子A1增益)值即可。其計算方法如下：

首先，啟動啟閉機(jī)起升機(jī)構(gòu)，觀察主變頻器輸出頻率，然后注意從變頻器輸出頻率，如果從變頻器輸出頻率大于主變頻器輸出頻率，則用從變頻器輸出頻率減去主變頻器輸出頻率，得出的值然后除以主變頻器輸出頻率，所得數(shù)據(jù)就是從變頻器需要降下去的頻率的百分?jǐn)?shù)；如果從變頻器的輸出頻率小于主變頻器的輸出頻率，則用主變頻器的輸出頻率減去從變頻器的輸出頻率，得出的值然后除以主變頻器的輸出頻率，所得數(shù)據(jù)就是從變頻器需要增加的頻率的百分?jǐn)?shù)。這樣從變頻器輸入端子H3-03所需要設(shè)定的值就出來了。

經(jīng)過以上調(diào)試步驟，變頻器主從控制參數(shù)就出來了。那么如何確定變頻器主從控制的參數(shù)已經(jīng)調(diào)好了呢？有兩種方法。第一種方法，啟動起升機(jī)構(gòu)大約1分鐘，手分別靠近主、從變頻器制動電阻器，如果主變頻器、從變頻器制動電阻器發(fā)熱不一致，則變頻器主從控制參數(shù)沒調(diào)好，如果發(fā)熱都一樣，則表示變頻器主從控制參數(shù)已經(jīng)調(diào)好；第二種方法，通過查看主、從變頻器各自監(jiān)控的參數(shù)U1-09，如果主、從變頻器中的這個參數(shù)一致或相差不多，則表示變頻器主從控制參數(shù)已經(jīng)調(diào)好。

5結(jié)束語

安川H1000系列變頻器在嘉興獨(dú)山煤炭中轉(zhuǎn)碼頭2×1250KN雙吊點(diǎn)臺車式啟閉機(jī)上的成功應(yīng)用（如右圖四所示），解決了“兩臺以上電機(jī)同時驅(qū)動一個剛性負(fù)載時，會發(fā)生負(fù)載分配不均的難題，避免發(fā)生一臺電機(jī)拖著另一臺電機(jī)工作的現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場測試，整個系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、使用方便，效果顯著，得到用戶的一致好評。

圖4嘉興獨(dú)山2×1250KN臺車