時(shí)間:2006-10-16 10:36:00來源:wangsl
式中:W為起升機(jī)構(gòu)額定提升負(fù)荷的重量,kg;ν為起升機(jī)構(gòu)的額定速度,m/min;
η為起升機(jī)構(gòu)的機(jī)械效率。
變頻器的容量必須大于負(fù)載所需求的輸出,即:
式中:k為過載系數(shù)1.33;PM為負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率,kW;η為電動(dòng)機(jī)效率;cosφ為電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。
起升機(jī)構(gòu)要求的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為1.3—1.6倍的額定轉(zhuǎn)矩,考慮到需有125%的超載要求,其最大轉(zhuǎn)矩需有1.6—2倍的額定轉(zhuǎn)矩,以確保其安全使用。對于拖動(dòng)等額功率電動(dòng)機(jī)的變頻器來說,可提供長達(dá)60秒、150%額定轉(zhuǎn)矩的過載能力,因此過載系數(shù)k=2/1.5=1.33。
在變頻器容量選定后,還應(yīng)做電流驗(yàn)證,即:
ICN≥kIM
式中:k為電流波形修正系數(shù)(PWM調(diào)制方式時(shí)取1.05—1.1);ICN為變頻器額定輸出電流,A;IM為工頻電源時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定電流,A。
1100t變頻調(diào)速門式起重機(jī)有兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu),每個(gè)起升機(jī)構(gòu)由2臺電動(dòng)機(jī)同步驅(qū)動(dòng)各自的鋼絲繩卷筒轉(zhuǎn)動(dòng),再經(jīng)過動(dòng)滑輪組多級減速提升吊鉤。起升機(jī)構(gòu)的變頻調(diào)速傳動(dòng)方案采用一臺變頻器帶一臺電動(dòng)機(jī)的“一拖一”方案,變頻器選用ACC600直接轉(zhuǎn)矩控制型提升機(jī)專用變頻器,為了提高低速傳動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)特性和高轉(zhuǎn)矩輸出能力,每臺電動(dòng)機(jī)采用帶脈沖編碼器的閉環(huán)控制。每個(gè)起升機(jī)構(gòu)的2臺變頻器之間采用ACC600變頻器提供的具有角同步控制功能的主從控制宏方案,這些控制方案可以實(shí)現(xiàn)2臺電動(dòng)機(jī)的精確同步控制和轉(zhuǎn)矩平衡分配。
按照上述變頻器選用、計(jì)算公式進(jìn)行換算,雙起升機(jī)構(gòu)選用4臺ACC601-0120-3提升機(jī)專用變頻器,其技術(shù)參數(shù):Shd=100KVA,Phd=75KW,I2hd=147A(4/5min負(fù)載周期重載應(yīng)用)。變頻器配用的4個(gè)脈沖編碼器為NTAC-02,其技術(shù)參數(shù):fmax=100KHz,Vcc=24VDC,1024ppr,6路A、A、B、B、Z、Z推挽信號輸出。如圖1所示,每個(gè)起升機(jī)構(gòu)2臺驅(qū)動(dòng)變頻器之間提供同步控制功能的主從控制宏通過變頻器主機(jī)與從機(jī)通道CH2之間的主/從通訊鏈接實(shí)現(xiàn)。起重機(jī)的各種操作信號只送給主機(jī)變頻器,從機(jī)變頻器經(jīng)由主從光纖通訊鏈路受控于主機(jī)變頻器,在本例中主傳動(dòng)是典型的速度控制,從機(jī)變頻器跟隨主機(jī)的速度給定。用于速度閉環(huán)控制的脈沖編碼器模塊NTAC-02連接于相對應(yīng)變頻器的通道CH1,且必須設(shè)置下列參數(shù):①50.04ENCODERCHANNEL:CHANNEL1;②70.03CH1BAUDRATE:4Mbit/S。
3.3再生能量的處理
當(dāng)采用變頻器傳動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)拖動(dòng)位能性負(fù)載下放運(yùn)行時(shí),異步電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電狀態(tài)。逆變器中的六個(gè)回饋二極管將傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能回饋到中間直流回路,并引起儲能電容兩端電壓升高。若不采取必要的措施,當(dāng)中間直流回路電容電壓升到保護(hù)極限值后變頻器將過電壓跳閘。
在高性能的工程型變頻器中,對連續(xù)再生能量的處理有以下兩種方案。①在中間直流回路設(shè)置電阻器,讓連續(xù)再生能量通過電阻器以發(fā)熱的形式消耗掉,這種方式稱為動(dòng)力制動(dòng);②采用再生整流器方式,將連續(xù)再生能量送回電網(wǎng),這種方式稱為回饋制動(dòng)。動(dòng)力制動(dòng)方式控制簡單、成本低,但節(jié)能效果不如回饋制動(dòng)?;仞佒苿?dòng)方式雖然節(jié)能效果好,能連續(xù)長時(shí)制動(dòng),但控制復(fù)雜、成本較高。應(yīng)該注意的是,只有在不易發(fā)生故障的穩(wěn)定電網(wǎng)電壓下(電網(wǎng)壓降不大于10%),才可以采用回饋制動(dòng)方式。對于采用滑觸線供電的門式起重機(jī),應(yīng)特別注意防止滑觸線電刷接觸的間斷,如果不能保證這一點(diǎn),應(yīng)采用動(dòng)力制動(dòng)方式,以保證起升機(jī)構(gòu)持續(xù)下降時(shí)調(diào)速制動(dòng)的可靠性。因此,1100t門式起重機(jī)的變頻調(diào)速系統(tǒng)采用動(dòng)力制動(dòng)方式處理各運(yùn)行機(jī)構(gòu)的再生能量。關(guān)于各機(jī)構(gòu)采用動(dòng)力制動(dòng)方式后的元器件選用和計(jì)算,可參閱參考文獻(xiàn)2,限于篇幅,此不贅述。
按照制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻選型、計(jì)算公式進(jìn)行換算,雙起升機(jī)構(gòu)的每臺變頻器ACC601-0120-3配用2臺ABB公司的NBRA-659型制動(dòng)單元,其技術(shù)參數(shù):PBRmax=352.8KW;每臺制動(dòng)單元配置并聯(lián)連接的2臺SAFUR200F500型制動(dòng)電阻,其技術(shù)參數(shù):PRcont=13.5KW,R=2.7Ω,ER=5400KJ(400秒鐘工作周期)。
4系統(tǒng)調(diào)試
4.1通電前的檢查
在變頻器外圍接線檢查中應(yīng)注意以下幾個(gè)方面:
(1)電源線應(yīng)與R、S、T端子連接,絕對不能連至U、V、W端子上。制動(dòng)單元與變頻器連接時(shí),注意其正負(fù)極性應(yīng)與變頻器直流母線正負(fù)極性相一致,制動(dòng)電阻與制動(dòng)單元連接時(shí),不能存在短路、接地現(xiàn)象。
(2)端子、連接器的螺釘是否緊固。端子之間,外露導(dǎo)電部分有無短路、接地現(xiàn)象。所有接地端子必須良好接地。
(3)主從連接、擴(kuò)展DI模塊與變頻器之間的光纖連接是否正確,制動(dòng)單元內(nèi)部的電壓等級跳線是否正確。
(4)起升、大小車機(jī)構(gòu)的機(jī)械制動(dòng)器是否安全,制動(dòng)器接線是否正確。
4.2雙起升機(jī)構(gòu)變頻器系統(tǒng)功能參數(shù)設(shè)置
ACC600系列變頻器在出廠時(shí),所有的功能碼都已設(shè)置。但是,1100t門式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的要求與工廠設(shè)定值不盡相同,所以,一些重要的功能參數(shù)需要重新設(shè)定。
(1)啟動(dòng)數(shù)據(jù)(參數(shù)組99)
參數(shù)99.2(應(yīng)用宏):M/FCTRL(在提升機(jī)應(yīng)用上增加主/從總線通訊功能);參數(shù)99.4(電機(jī)控制模式):DTC(直接轉(zhuǎn)矩控制);參數(shù)99.5—99.9(電機(jī)常規(guī)銘牌參數(shù)):按照電機(jī)的銘牌參數(shù)輸入。
(2)數(shù)字輸入(參數(shù)組10)
參數(shù)10.1—10.13(數(shù)字輸入接口預(yù)置參數(shù)):按照變頻器外圍接口定義進(jìn)行設(shè)置,限于篇幅,此不贅述。
(3)限幅(參數(shù)組20)
參數(shù)20.1(運(yùn)行范圍最小速度):-750rpm;參數(shù)20.2(運(yùn)行范圍最大速度):750rpm;參數(shù)20.6(直流過壓控制器參數(shù)):OFF(本例中ACC600變頻器使用了動(dòng)力制動(dòng)方式,此參數(shù)設(shè)為OFF后,制動(dòng)斬波器才能投入運(yùn)行)。
(4)脈沖編碼器(參數(shù)組50)
參數(shù)50.1(脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)):1024;參數(shù)50.3(編碼器故障):FAULT(編碼器發(fā)生故障后變頻器顯示故障并停機(jī))。
(5)提升機(jī)(參數(shù)組64)
參數(shù)64.2(連續(xù)變速選擇):True;參數(shù)64.3(高速等級1):99%;參數(shù)64.10(控制類型選擇):STEPRADIO;參數(shù)64.16(分段給定等級4):98%。
(6)邏輯管理(參數(shù)組65)
參數(shù)65.2(電動(dòng)機(jī)停止后保持電動(dòng)機(jī)磁場ON的時(shí)間):1S;參數(shù)65.3(ON脈沖延時(shí)時(shí)間):1S。
(7)轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證(參數(shù)組66)
參數(shù)66.1(轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證選擇):True。
(8)機(jī)械制動(dòng)器控制(參數(shù)組67)
參數(shù)67.3(制動(dòng)內(nèi)部確認(rèn)選擇):主機(jī)設(shè)為False,從機(jī)設(shè)為True。
(9)功率優(yōu)化(參數(shù)組68)
參數(shù)68.1(功率優(yōu)化選擇):True(功率優(yōu)化有效);參數(shù)68.2(基速):50%;參數(shù)68.3(自動(dòng)調(diào)節(jié)選擇):True(自動(dòng)調(diào)節(jié)有效);參數(shù)68.4(向上的總慣量):10kgm2;參數(shù)68.5(向下的總慣量):10kgm2。
(10)給定管理(參數(shù)組69)
參數(shù)69.1(對應(yīng)100%給定設(shè)置電機(jī)速度):1500rpm;參數(shù)69.9(起動(dòng)轉(zhuǎn)矩選擇):AUTOTQMEM(自動(dòng)轉(zhuǎn)矩記憶)。
(11)主從控制(參數(shù)組72)
參數(shù)72.1(主從傳動(dòng)運(yùn)行模式):MASTER(起升機(jī)構(gòu)主機(jī)變頻器設(shè)置)或FOLLOWER(起升機(jī)構(gòu)從機(jī)變頻器設(shè)置);參數(shù)72.2(從機(jī)的模式選擇):SPEED(從機(jī)處于速度控制模式)。
(12)可選模塊(參數(shù)組98)
參數(shù)98.1(脈沖編碼器模塊選擇):YES(表示安裝了脈沖編碼器模塊);參數(shù)98.5(擴(kuò)展模塊選擇):主機(jī)YES(表示安裝了擴(kuò)展DI模塊),從機(jī)NO(表示沒有安裝了擴(kuò)展DI模塊)。
4.3試運(yùn)行
變頻調(diào)速系統(tǒng)的功能參數(shù)設(shè)定完后,就可進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行。雙起升機(jī)構(gòu)應(yīng)先在每臺變頻器操作盤上進(jìn)行速度給定,手動(dòng)起動(dòng)變頻器,讓起升電機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘。注意觀察電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正確,轉(zhuǎn)速是否平穩(wěn),顯示數(shù)據(jù)是否正確,溫升是否正常,加減速是否平滑等;其次還要注意觀察主鉤在下降過程中,制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻工作是否正常。單臺變頻器試運(yùn)行正確后,再接入脈沖編碼器模塊進(jìn)行速度閉環(huán)調(diào)試,最后進(jìn)行主從連接,試運(yùn)行起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速系統(tǒng)。在主從連接調(diào)試中,如果出現(xiàn)TORQFLT故障報(bào)警時(shí),在排除脈沖編碼器與電機(jī)接線和參數(shù)設(shè)置無誤的情況下,可將一臺電機(jī)上脈沖編碼器的A/B兩組信號倒換,可排除此故障,這是由于兩臺起升電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的緣故。
在功率優(yōu)化功能調(diào)試中,除了按照ACC600用戶手冊中功率優(yōu)化的調(diào)試步驟外,還要注意用戶手冊中尚未提及的64組參數(shù)的正確設(shè)置。當(dāng)參數(shù)64.16(分段給定等級4)的設(shè)定值>參數(shù)64.3(高速等級1)的設(shè)定值時(shí),HighSpeedOK信號失效,功率優(yōu)化功能直接啟用;當(dāng)參數(shù)64.16的設(shè)定值<參數(shù)64.3的設(shè)定值時(shí),HighSpeedOK信號為“ON”狀態(tài)時(shí),功率優(yōu)化功能才啟用,HighSpeedOK信號為“OFF”狀態(tài)時(shí),功率優(yōu)化功能關(guān)閉。
起升變頻器手動(dòng)運(yùn)行無誤后,就可接入PLC控制系統(tǒng),進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)。整機(jī)聯(lián)調(diào)中,關(guān)鍵要注意觀察變頻器起動(dòng)與停止時(shí),主鉤機(jī)械制動(dòng)器的開閉反應(yīng)是否快速,主鉤是否存在溜鉤現(xiàn)象等。其次還要注意觀察主鉤在下降過程中,制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻投運(yùn)后,其溫升是否正常。大車機(jī)構(gòu)在運(yùn)行前,應(yīng)確保液壓夾軌器全部打開。
5結(jié)束語
本文提出的采用ACC600直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)(DTC)變頻調(diào)速控制方案和設(shè)計(jì)計(jì)算方法已成功應(yīng)用于我公司給中國一重集團(tuán)制造的目前我國起吊量最大的門吊——1100t變頻調(diào)速門式起重機(jī),該門吊已在神華集團(tuán)的煤液化基地投入正常運(yùn)行。經(jīng)過一年多的實(shí)際運(yùn)行證明,PLC控制的變頻調(diào)速系統(tǒng),不但線路大為簡化,而且各項(xiàng)調(diào)速性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的繞線異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速系統(tǒng),再加上變頻器和PLC完善的故障診斷和顯示功能,使整個(gè)調(diào)速系統(tǒng)的可靠性、可維修性得到大幅度提高。1100t變頻調(diào)速門式起重機(jī)電控系統(tǒng)還涉及到PLC、人機(jī)界面等器件的自動(dòng)控制,限于篇幅,均未討論。
標(biāo)簽:
傳動(dòng)網(wǎng)版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明[來源:傳動(dòng)網(wǎng)]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權(quán)均為傳動(dòng)網(wǎng)(m.y3602.cn)獨(dú)家所有。如需轉(zhuǎn)載請與0755-82949061聯(lián)系。任何媒體、網(wǎng)站或個(gè)人轉(zhuǎn)載使用時(shí)須注明來源“傳動(dòng)網(wǎng)”,違反者本網(wǎng)將追究其法律責(zé)任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明其他來源的稿件,均來自互聯(lián)網(wǎng)或業(yè)內(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuǎn)載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負(fù)版權(quán)法律責(zé)任。
產(chǎn)品新聞
更多>2025-10-31
勇梅機(jī)械液壓閘門給煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)
2025-10-22
2025-10-17
2025-10-11
「一體機(jī)性價(jià)比王者」NK290M普及型數(shù)控...
2025-10-09
2025-09-23