起重行业中变频器的优势应用(上)

一、系统概述：
门吊机,广泛应用于室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处,是起重行业当中的一种典型设备。一般系统有提升、大车、小车三种工 艺需要控制。现均可采用变频调速实现。其中提升机对 变频器 的要求最高,上、下行不能产生 “ 溜钩 ” 现象,性能上零速时需要输出至少 150% 以上的额定转矩；功能上需有可靠的抱闸时序控制。大、小车共用一台变频器控制,能实现两组参数辨识及切换。以降低设备整体成本。
根据上述特点,我司开发了专用软、硬件,配置于 CHV180 系列产品中。实现对吊机的精确控制。
对 于提升机械,采用闭环矢量控制,增加抱闸控制功能。有效地实现不溜钩；内设 S 曲线加减速模式,保证重物提升过程中的稳定性。对于大小车单变频器切换控制,除拥有提升机械的性能功能外,还增加特殊功能,单台变频器可辨识多台电机,采 用并联的方式。同时单台变频器控制两组电机,哪组电机需要控制运行时,变频器自动切换到哪组电机参数。
系统优点：
1. 可靠的抱闸逻辑控制,同时抱闸时间可调,在保证不溜钩的同时,也避免了电机的大冲击电流。 2. 高性能的闭环矢量控制,在零速时可输出 180% 的额定转矩长达 10S 。增加了系统的可靠性。
3. 加减速按照 S 曲线模式,增加了工作的稳定性,减小了机械冲击。延长设备使用寿命。
4. 多电机并联后, 变频器 自动辨识参数,建立有效的数学模型。控制精度非常高。
5. 单台变频器切换控制 2 组电机,自动辨识并存储两组电机参数。降低了设备的整机成本,极大提高了整机的竞争力。
6. 可调转矩补偿,实现精确控制。
二、系统框图：
三、控制原理：
主提升电机由单台变频器控制,做矢量闭环运行,其中抱闸控制由变频器发出信号给 PLC 控制柜,控制柜接收到信号后,控制抱闸的松合。提升变频器外接制动单元 DBU( 配制动电阻 ) 或回馈单 元 RBU ,直接将能量反馈至电网。本系统中使用 DBU 。
大小车控制,通过专用参数组实现。运行过程中,接收到控制柜发出的切换信号后,变频器通过一定的延时 ( 可参数设定 ) ,自动切换到控制组电机,同时将编码器参数切换,实现单台变频器控制两组电机的目的。
四、调试过程：
1. 提升调试过程：
1) 电机参数辨识：辨识电机参数在电机轴与负载脱开的情况下进行,具体过程如下：
a) 首先设定电机参数,见下表：电机参数输入 P2.00,P2.04-P2.08, b) 根据减速比设定参数 P2.01-P2.03 ,算出提升速度 P0.02 ＝ 1.0m/s 。
c) 设定编码器参数 P4.00-P4.01,
d) 根据客户提出的电机加减速时间,计算出 S 曲线的加速、减速、停机的时间 P1.08-P1.13,
e) 进行电机参数自学习,学习出参数见下表： 2) 闭环运行：链接电机轴与负载,进行闭环矢量运行。调整抱闸时间以及观察悬空停止等动作；,设置下面参数试抱闸时序控制情况： 3) 现场实拍波形： 提升加速 提升停机
2. 大、小车调试过程：
大、小车共用一台 变频器 控制,其中大车六台 7.5KW 电机组成,其中一台电机安装好编码器；小车由两台 22KW 电机组成,其中一台电机安装好编码器；具体过程如下：
1) 参数切换控制设定的参数见下表： 2) 参数辨识：在脱离电机轴与负载的情况下,分别学习好两组电机的参数
a) 参数辨识过程与提升电机参数辨识过程一样,现在通过手动控制,使变频器分别拖动大小车两组电机,大车电机将 6 个电机作为一个整体控制对象来看,这时设定的电机参数中电流与功率为 6 个电机之和。同理小车亦采用同样方法处理