一、系統概述:
門吊機是起重行業當中的一種典型設備,廣泛應用于室內外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。一般系統有提升、大車、小車三種工藝需要控制。現均可采用變頻調速實現。其中提升機對變頻器的要求最高,上、下行不能產生“溜鉤”現象,性能上零速時需要輸出至少150%以上的額定轉矩;功能上需有可靠的抱閘時序控制。大、小車共用一臺變頻器控制,能實現兩組參數辨識及切換。以降低設備整體成本。
根據上述特點,我司開發了專用軟、硬件,配置于CHV180系列產品中。實現對吊機的精確控制。
對于提升機械,采用閉環矢量控制,增加抱閘控制功能。有效地實現不溜鉤;內設S曲線加減速模式,保證重物提升過程中的穩定性。對于大小車單變頻器切換控制,除擁有提升機械的性能功能外,還增加特殊功能,單臺變頻器可辨識多臺電機,采用并聯的方式。同時單臺變頻器控制兩組電機,哪組電機需要控制運行時,變頻器自動切換到哪組電機參數。
系統優點:
1. 可靠的抱閘邏輯控制,同時抱閘時間可調,在保證不溜鉤的同時,也避免了電機的大沖擊電流。
2. 高性能的閉環矢量控制,在零速時可輸出180%的額定轉矩長達10S。增加了系統的可靠性。
3.加減速按照S曲線模式,增加了工作的穩定性,減小了機械沖擊。延長設備使用壽命。
4.多電機并聯后,變頻器自動辨識參數,建立有效的數學模型。控制精度非常高。
5.單臺變頻器切換控制2組電機,自動辨識并存儲兩組電機參數。降低了設備的整機成本,極大提高了整機的競爭力。
6.可調轉矩補償,實現精確控制。
二、系統框圖:
三、控制原理:
主提升電機由單臺變頻器控制,做矢量閉環運行,其中抱閘控制由變頻器發出信號給PLC控制柜,控制柜接收到信號后,控制抱閘的松合。提升變頻器外接制動單元DBU(配制動電阻)或回饋單元RBU,直接將能量反饋至電網。本系統中使用DBU。
大小車控制,通過專用參數組實現。運行過程中,接收到控制柜發出的切換信號后,變頻器通過一定的延時(可參數設定),自動切換到控制組電機,同時將編碼器參數切換,實現單臺變頻器控制兩組電機的目的。
四、調試過程:
1. 提升調試過程:
1)電機參數辨識:辨識電機參數在電機軸與負載脫開的情況下進行,具體過程如下:
a) 首先設定電機參數,見下表:電機參數輸入P2.00,P2.04-P2.08,
b)根據減速比設定參數P2.01-P2.03,算出提升速度P0.02=1.0m/s。
c)設定編碼器參數P4.00-P4.01,
d)根據客戶提出的電機加減速時間,計算出S曲線的加速、減速、停機的時間P1.08-P1.13,
e)進行電機參數自學習,學習出參數見下表:
2)閉環運行:鏈接電機軸與負載,進行閉環矢量運行。調整抱閘時間以及觀察懸空停止等動作;,設置下面參數試抱閘時序控制情況:
3)現場實拍波形:
提升加速 提升停機
2.大、小車調試過程:
大、小車共用一臺變頻器控制,其中大車六臺7.5KW電機組成,其中一臺電機安裝好編碼器;小車由兩臺22KW電機組成,其中一臺電機安裝好編碼器;具體過程如下:
1)參數切換控制設定的參數見下表:
2) 參數辨識:在脫離電機軸與負載的情況下,分別學習好兩組電機的參數
a)參數辨識過程與提升電機參數辨識過程一樣,現在通過手動控制,使變頻器分別拖動大小車兩組電機,大車電機將6個電機作為一個整體控制對象來看,這時設定的電機參數中電流與功率為6個電機之和。同理小車亦采用同樣方法處理,如下表:
大小車設定的參數:
大車:
b)根據各自減速比分別設定參數P2.01-P2.03,算出運行速度P0.02。
c) 設定編碼器參數P4.00-P4.01,
d)根據客戶提出的電機加減速時間,計算出S曲線的加速、減速、停機的時間P1.08-P1.13,
e)分別進行電機參數自學習,學習出參數見下表:
3)閉環運行:
參數學習好后,通過增加的參數組(見五),由操作臺控制大小車切換動作,變頻器自動切換兩組參數拖動兩組電機分別閉環運行。
五、參數簡表:
結束語
起重機行業對變頻器的性能、功能有著非常高的要求。目前國產變頻器幾乎沒有在這一行業中的主流設備使用,通過對市場的調研,西門子、ABB、GE、安川等國外品牌統領著這個市場。在這種情況下,英威騰公司通過深入的市場分析,開發出起重行業專用變頻器系列產品CHV180系列,通過現場是實際運行,取得了良好的效果。