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 EV100在塔吊回轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用

■ 引言

現(xiàn)在，我國的建筑用塔式起重機(jī)已越來越普遍，從普通的多層建筑、房地產(chǎn)工程、高層建筑到大型的鐵路工程、橋梁工程、電力工程、水利工程，到處都有塔機(jī)的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、微電子技術(shù)、程控語言控制技術(shù)都在塔機(jī)上得到了應(yīng)用。其中啟升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、小車變幅機(jī)構(gòu)的控制發(fā)展趨勢是采用變頻器控制。

回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是具有較大的慣性沖擊，啟動過快沖擊大，停車和打反轉(zhuǎn)都不允許過快過急，否則不僅運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，還會損壞機(jī)構(gòu)。較好的解決辦法是采用變頻調(diào)速使起制動平穩(wěn)。并且采用變頻器控制以后使系統(tǒng)控制更為簡單，控制系統(tǒng)具有多重保護(hù)，使系統(tǒng)更加安全可靠。
■ 塔吊變頻控制方案

一、塔吊回轉(zhuǎn)變頻控制原理

山西工程機(jī)械廠是一家專業(yè)生產(chǎn)建筑起重機(jī)（俗稱：塔吊）的廠家，以前使用通用型變頻器(V/F控制)，由于機(jī)器低頻轉(zhuǎn)矩太小，造成啟動過程旋轉(zhuǎn)臂抖動厲害。

現(xiàn)改用南京歐陸EV100-4kw（帶6極3kW三相異步電動機(jī)）高性能矢量變頻器，能很好地解決上述問題。電氣接線圖如下：

改造時(shí)，起初沒加制動電阻，停車時(shí)旋轉(zhuǎn)臂前進(jìn)角度太大（40Hz，吊了1噸重物），啟動過程旋轉(zhuǎn)臂偶爾出現(xiàn)抖動，主要因?yàn)閱訒r(shí)輸出力矩不夠（電機(jī)在啟動過程出現(xiàn)停車現(xiàn)象）；而停不下來時(shí)，塔吊司機(jī)習(xí)慣打反轉(zhuǎn)，變頻器經(jīng)常跳OU2。

后來加上2倍標(biāo)準(zhǔn)（功率）的制動電阻，經(jīng)優(yōu)化變頻器停車參數(shù)后，停車時(shí)，因?yàn)閼T性，旋轉(zhuǎn)臂前進(jìn)角度不到20度（40Hz，吊了1噸重物），已經(jīng)達(dá)到建筑起重機(jī)國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)。

通過更改加減速時(shí)間，提升啟動轉(zhuǎn)矩和啟動頻率，電動機(jī)從未出現(xiàn)過停車和抖動等現(xiàn)象。

二、變頻器主要功能碼設(shè)置

P0.01  1   端子指令通道；

P0.07  5   多段速運(yùn)行設(shè)定；

P0.11  7.0 加速時(shí)間；

P0.12  15  減速時(shí)間；

P1.01  4.0 直接啟動開始頻率；

P1.02  0.1 啟動頻率保持時(shí)間；

P1.05  1   加減速方式為S曲線型；

P1.06  1   自由停機(jī)；

P3.00  30  速度環(huán)比例增益；

P5.00  1   HDI為開關(guān)量輸入；

P5.01  1   S1端子為正轉(zhuǎn)運(yùn)行；

P5.02  2   S2端子為反轉(zhuǎn)運(yùn)行；

P5.03  16  多段速端子1；

P5.04  17  多段速端子2；

P5.05  18  多段速端子3；

P5.08  7   HDI端子故障復(fù)位；

P8.16  3   故障自動復(fù)位3次；

PA.04  60.0  低速段；

PA.06  80.0  中速段；

PA.10  100.0  高速段；

其他詳情參見《EV100系列矢量變頻器說明書》。

■ 總結(jié)

由于塔吊回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)具有較大的慣性沖擊，啟動過快沖擊大，如果停車和打反轉(zhuǎn)過快過急，將使系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，甚至停機(jī)，還會損壞機(jī)構(gòu)。因此，選用力矩特性優(yōu)越的EV100矢量變頻器，選配較大功率的制動電阻，并設(shè)定合適的加減速時(shí)間和啟停方式等才能克服上述問題。

 CM200系列起重專用變頻器案列

一、負(fù)載特點(diǎn)：

橋式行車起重機(jī)啟動頻繁，定位要求高，因此停機(jī)剎車制動要好（一般變頻器在給出剎車信號時(shí)抱閘聲過大且抖動），一般由橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、電動葫蘆、橋架金屬結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)組成。電動葫蘆作為橋式行車起重機(jī)的起升機(jī)構(gòu)，并沿主梁運(yùn)行。橋式行車起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)包括制動器、電動機(jī)、減速機(jī)、卷筒和滑輪組。電動機(jī)通過減速機(jī)，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞在卷筒或從卷筒放下，以升降重物，中、小型橋式行車起重機(jī)較多采用制動器、減速機(jī)和電動機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式行車起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。

二、對變頻器應(yīng)用要求：

1、低頻時(shí)能保證恒轉(zhuǎn)矩輸出，以免低頻滿負(fù)載情況下帶不動負(fù)載。

2、過載能力強(qiáng)、可靠性高，滿負(fù)載時(shí)空中停車或再提升時(shí)不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象。

3、抱閘時(shí)要求平緩、無明顯抖動。

               首次設(shè)定需輸入正確密碼按JOG鍵01430

三、調(diào)試指南：

  四、注意事項(xiàng)：
        1、提升電機(jī)一般采用矢量模式控制，變頻器以“矢量控制” (b1.00=0 或 1) 模式運(yùn)行時(shí)，對準(zhǔn)確的電機(jī)參數(shù)依賴性很強(qiáng)所以要求電機(jī)自學(xué)習(xí)后在帶載

2、左右行走電機(jī)一般采用多段速，減速停機(jī)方式     

基本配線圖

　　EV510A-XX-T4/QZ系列起重專用變頻器應(yīng)用案例

　　一、 應(yīng)用要求

　　單梁行車，一般使用錐形電機(jī)，自帶抱閘，低頻時(shí)由于電壓低會出現(xiàn)抱閘無法打開或者溜鉤現(xiàn)象，因此對變頻器低頻帶載能力要求比較高。雙梁行車，外接抱閘信號，在松抱閘頻率要求比較低時(shí)，也對變頻器低頻帶載能力有要求。同時(shí)雙梁起重由變頻器控制板發(fā)出松抱閘信號，因此，松抱閘信號的時(shí)序邏輯要求正確可靠，在出現(xiàn)任何意外情況如變頻器故障，電源電壓降低，電機(jī)、變頻器過載等時(shí)都能夠及時(shí)抱閘。行車需要多段速運(yùn)行，要求變頻器有足夠多的控制端子。

　　二、 現(xiàn)場應(yīng)用

　　三、調(diào)試指南

　　調(diào)試說明：

　　1、提升默認(rèn)SVC模式

　　2、端子指令，多段速控制，每段具體根據(jù)客戶需求設(shè)置

　　3、雙梁外加抱閘信號時(shí)繼電器輸出功能選擇43

　　4、松閘如果有溜鉤現(xiàn)象，可以適當(dāng)調(diào)高松閘頻率，并加一些勵磁時(shí)間如0.5秒

　　5、在負(fù)載較重時(shí)，抱閘如果有溜鉤現(xiàn)象，可以適當(dāng)調(diào)高抱閘頻率，使電機(jī)在有足夠力矩的情況下抱閘

　　6、使能過載保護(hù)時(shí)，如果過載運(yùn)行超過過載時(shí)間，則進(jìn)入過載保護(hù)，過載保護(hù)狀態(tài)下，只能下行運(yùn)行，不可以提升運(yùn)行

　　7、采用無感矢量控制，低頻力矩較V/F控制大，但是無感矢量對電機(jī)參數(shù)依賴比V/F強(qiáng)，因此，采用無感矢量時(shí)最好先進(jìn)行自學(xué)習(xí)。在某些特殊場合，如果采用無感矢量容易報(bào)過流限流故障，可嘗試采用V/F控制。