英威騰CHV190開(kāi)環(huán)矢量控制在固定式門(mén)座起重機(jī)上的應(yīng)用
一、系統(tǒng)概述
固定式門(mén)座起重機(jī)是起重行業(yè)當(dāng)中的一種典型設(shè)備,廣泛應(yīng)用于倉(cāng)庫(kù)、廠(chǎng)房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。系統(tǒng)有提升、回轉(zhuǎn)、變幅三個(gè)機(jī)構(gòu),由于轉(zhuǎn)臺(tái)和支承固定于工作場(chǎng)所的土建基礎(chǔ)上,故沒(méi)有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu),不能實(shí)現(xiàn)整機(jī)的水平移動(dòng)。
固定式門(mén)座機(jī)提升機(jī)構(gòu)與普通門(mén)座機(jī)類(lèi)似,上行、下放不允許產(chǎn)生“溜鉤”,性能上4HZ速度給定時(shí),要求輸出至少150%的額定轉(zhuǎn)矩,功能上需有可靠的抱閘時(shí)序控制。
本項(xiàng)目GZ1620固定式起重機(jī)起升額定重量16噸,最大工作幅度20M,最小工作幅度7.5M,起升高度7M,起升工作速度33M/min,主要改造機(jī)構(gòu)是雙起升機(jī)構(gòu),起升機(jī)構(gòu)為兩臺(tái)55KW繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī),改造前為傳統(tǒng)繼電器接觸器控制線(xiàn)路,沒(méi)有PLC控制器,起升電機(jī)采用串電阻調(diào)速,通過(guò)逐級(jí)切除轉(zhuǎn)子電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)多檔切換和起動(dòng)電流限制,該調(diào)速方式可靠性低,噪音大,能耗高,故障停時(shí)長(zhǎng),機(jī)械抱閘由液壓制動(dòng)器完成,當(dāng)起升手柄回零,抱閘信號(hào)立即送出,沒(méi)有減速停車(chē)時(shí)間,抱閘沖擊很大,對(duì)金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)裝置以及制動(dòng)器本身都容易造成損壞,鑒于以上不足,港口方面決定與我司合作,采用我司的CHV190系列變頻器對(duì)門(mén)座機(jī)的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行變頻調(diào)速改造。
二、改造技術(shù)方案
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,加裝軸編碼器非常不易,而該門(mén)座機(jī)主要用于裝卸鋼卷、鋼絲條等件雜貨,對(duì)定位精度要求不高,客戶(hù)要求原有控制線(xiàn)路不做大規(guī)模變動(dòng),仍然保留原來(lái)的控制線(xiàn)路和連鎖保護(hù),改動(dòng)線(xiàn)路部分盡可能少,方便港方后續(xù)維護(hù),于是我方?jīng)Q定采用如下改造方案:
1. 采用2臺(tái)CHV190-075G-4 +制動(dòng)單元+制動(dòng)電阻驅(qū)動(dòng)2臺(tái)55KW繞線(xiàn)電機(jī);
2. 不配置異步PG卡,直接采取開(kāi)關(guān)矢量控制;
3. 制作兩臺(tái)變頻柜,配置斷路器,輸入輸出電抗器,控制變壓器,中間繼電器,電流互感器,指針電流表,指針電壓表,運(yùn)行/故障指示燈等,安裝于原有開(kāi)關(guān)柜旁邊,將開(kāi)關(guān)柜電源線(xiàn)引到變頻柜進(jìn)線(xiàn)端作為主電源,使原有連鎖保護(hù)仍然發(fā)揮作用;
4. 拆除原有調(diào)速電阻器,安裝制動(dòng)電阻箱;
5. 將繞線(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)子短接,作為鼠籠電機(jī)使用;
6. 保留原切除電阻的接觸器,通過(guò)中間繼電器隔離處理作為變頻器多段速給定信號(hào)以及方向信號(hào)。
7. 改造制動(dòng)器控制方式,采用變頻器輸出繼電器端子作為制動(dòng)器油泵電機(jī)接觸器的線(xiàn)圈控制信號(hào),由變頻器實(shí)現(xiàn)減速停車(chē),加速起動(dòng),松閘/抱閘,保證不溜鉤的同時(shí)避免對(duì)金屬結(jié)構(gòu)的沖擊。
三、系統(tǒng)圖
改造前,采用串電阻調(diào)速,接觸器切換吸合實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),抱閘在運(yùn)行信號(hào)消失的同時(shí)動(dòng)作。
改造后,采用變頻器多段速功能調(diào)速,S曲線(xiàn)加減速運(yùn)行,變頻器輸出繼電器控制抱閘。
四、調(diào)試過(guò)程
1.起升變頻器1調(diào)試過(guò)程
由于負(fù)載現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法分開(kāi),設(shè)定電機(jī)基本參數(shù)后采用靜止自學(xué)習(xí)功能,參數(shù)見(jiàn)下表:
2.起升變頻器2參數(shù)調(diào)試
電機(jī)基本參數(shù)以及自學(xué)習(xí)參數(shù)
參數(shù)設(shè)定完畢后,兩臺(tái)電機(jī)進(jìn)行空載試運(yùn)行,1#變頻器空載電流35A,2#變頻器空載電流27A,吊掛12噸負(fù)載后2#電機(jī)出現(xiàn)提升力矩不夠的現(xiàn)象,提升開(kāi)始瞬間開(kāi)始下溜,調(diào)整2#變頻器參數(shù)P2.11為0.05,P2.14為31.4,2#電機(jī)回歸正常,吊掛16噸負(fù)載后,1#電機(jī)偶爾在提升重物過(guò)程中出現(xiàn)下溜,雖然不是每次都發(fā)生,但是客戶(hù)表示不能接受,于是我方調(diào)整1#變頻器P2.11為0.039,1#電機(jī)回歸正常。
3.記錄波形如下
1#變頻器波形
2#變頻器波形
五、結(jié)束語(yǔ)
起重機(jī)行業(yè)對(duì)變頻器的性能、功能有著較高的要求,傳統(tǒng)的閉環(huán)矢量控制對(duì)于改造項(xiàng)目,存在安裝編碼器困難,改動(dòng)線(xiàn)路多,改造周期長(zhǎng)等不利因素,英威騰CHV190系列變頻器的開(kāi)環(huán)矢量控制在門(mén)座機(jī)上的成功應(yīng)用,使傳統(tǒng)門(mén)座機(jī)變頻改造變得簡(jiǎn)單易行。
六、參考文獻(xiàn)
1. 《CHV190系列起重機(jī)專(zhuān)用變頻器說(shuō)明書(shū)》 英威騰電氣股份有限公司 2007
2. 《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3811 2004
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