台达变频器在桥式起重机上的应用

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台达变频器在包钢氧气厂桥式起重机上的应用一、引言包钢氧气厂现有一台桥式起重机,其电动运行机构由三个独立的拖动系统组成,分别是大车拖动系统、小车拖动系统、吊钩拖动系统。大车拖动系统和小车拖动系统采用制动器、减速器和电动机组合的“三合一”驱动方式;吊钩拖动系统采用绕线式电机转子串电阻调速和制动方式,由于使用的继电器和接触器较多,线路复杂,年久失修,导致故障率较高,所以决定对吊钩拖动系统进行改造。考虑到吊钩拖动系统的提升机构运转具有大惯性,四象限运行的特点,所以采用专为起重机类负载而设计的台达VE系列变频器。台达VE系列变频器具有如下特点:(1)具有全程矢量控制。在1HZ的低频下,即使无速度反馈环节,也能提供150%额定转矩的启动力矩。(2)四象限运行。可配置制动单元,实现四象限运行,而且动态响应好。(3)恒转矩特性。在全速范围内,具有恒转矩特性。在全速范围内,具有恒转矩特性。二、VE变频器在提升机构上的应用设计该桥式起重机的提升电机型号为YZR200L-8(绕线电机),功率15Kw,额定输入电压380V,额定输入电流34.6A,电机极数8极,额定频率为50HZ,额定转速为712rpm,无编码器。抱闸采取电磁阀方式,使用3相380V电源控制。考虑到以后超负荷运行的可能,以及长期运行的稳定性,选用台达VFD220V43A-2变频器。1主电路设计由于台达变频器功率大于11KW型号等级无内置刹车单元,所以选配外置推荐刹车单元VFDB4030一台,标配的刹车电阻型号为4800W/27.2欧姆。VE系列变频器电气接线图如下。5 2.变频器控制方式变频器控制方式采用无速度传感器矢量控制(也称为SVC控制方式),可以获得接近闭环控制的性能,同时省去了速度传感器,具有较低的维护成本。与传统V/Hz控制比较,无速度传感器矢量控制可以获得改进的低速运行特性,变负载下的速度调节能力亦得到改善,同时还可获得高的起动转矩,能够很好的满足起重设备上启动时需要满负载(甚至是过负载,通常运行时间很短)运行,能够获得优异的动静态特性。3.报闸时序控制5 在起重设备的应用上,一般都会存在机械抱闸机构,这主要是考虑到安全方面的因素。提升机构在机械抱闸机构抱住之前和松开之后的瞬间,极易发生重物由停止状态下滑的现象(称为溜钩),防止溜钩是桥式起重机控制系统设计中的安全控制环节。当吊钩起吊重物停止在半空中时,如果要作上升或者下降动作,变频器的运行和对机械抱闸机构的控制,这两者之间的配合就显得非常重要;配合不好,有可能出现变频器报警(过载或者过流),也有可能出现重物溜钩的现象。针对这种现象,台达VE变频器专门开发参数来方便调整。使用台达VE变频器多功能输出指令第42号功能就能够很好的解决这个问题,多功能输出指令42主要用来控制机械抱闸机构的动作,其条件为:实际输出频率,实际输出电流,延迟时间。如果当实际输出频率大于02-33设置值,并且当实际输出电流大于2-32设置值,变频器开始计时,时间超过2-31设置延迟时间,多功能输出指令42就动作,打开机械抱闸机构;反之,如果实际输出频率小于02-33设置值,或者实际输出电流小于2-32设置值,多功能输出指令42就不动作,机械抱闸机构关闭。这样做能够有效检测主吊电机是否励磁完成,保证起吊货物的安全性。除了使用到多功能输出指令42,还配合使用齿隙功能(7-15齿隙加速中断时间/7-16齿隙加速中断频率/7-17齿隙减速中断时间/7-18齿隙减速中断频率),有效地消除机械抱闸松开时的抖动现象,使启动/停止的速度更加平滑。4.变频器参数设计(1)设置电机参数:01-00=50Hz(变频器输出最大频率)01-01=50Hz(电动机额定频率)01-02=380V(电动机额定电压)05-01=34.60A(电动机额定电流)05-02=15.00Kw(电动机额定功率)05-03=712rpm(电动机额定转速)05-04=8(电动机极数)05-05=17.99A(电动机空载电流)(2)电机参数测量:设05-00=2让变频器作静态测量,变频器会自动完成电机参数测量并得到定子电阻和电感等电机参数。5 (3)调整控制方式为SVC(矢量控制)方式:00-10=2(采用矢量控制)(4)调整加减速时间以及点动频率:01-12=1.0s(加速时间)01-13=0.5s(减速时间)01-20=1.0s(点动加速时间)01-21=0.5s(点动减速时间)01-22=20.0Hz(点动频率)(5)调整机械抱闸控制点:02-11=42(多功能输出)02-31=0.2S延迟时间02-32=30(电流监测)02-33=1.0(速度设置)07-15=0.3()07-16=1.505-25=3.0由于机械抱闸使用接触器控制,接触器电源为220V,所以采用继电器控制,选用RA/RC常开触点。(6)其他保护参数:5 5.负载运行使用以上参数,进行负载运行。0-50HZ带6吨载运行时母线电压的状态:(1)不运行状态。500VDC;上升启动时电压480VDC;下降过程中最大电压730VDC;(2)带8吨载运行时输出电流的状态。上升启动时最大电流70A下降过程中最大电流56A稳定运行时电流29A。三、结束语带载情况下启动电流保持在3倍额定电流范围(VE变频器过载电流范围为额定3倍)以内,能够提供足够启动转矩;带载下降过程中最大母线电压维持在730VDC设定值,保证了变频器不出现OU报警;2-11=42功能判断条件采取频率和电流综合判断,保证在带载情况下不出现溜钩现象。5

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