起重機變頻調速系統說明

2022-09-28 14:45:03 字數 2334 閱讀 8388

傳統電動雙梁吊鉤橋式起重機是通過鼓形凸輪控制器調節串接在繞線式電機轉子中的電阻,改變電機固有特性曲線,進而達到調速目的,以滿足工作速度和保證安裝定位。缺點是速度變化大、中間速不穩定,使得起重機執行效率低、功耗大、效能不穩定,另外電機滑環、碳刷磨損大,維修費用高。隨著電力電子技術的發展,具備微電腦技術、pwm技術及向量變換技術和能量回饋技術的起重機專用變頻器的出現,使新一代電動雙梁吊鉤橋式起重機變頻器調速系統方案完全成熟。

電動雙梁吊鉤橋式起重機各有獨立的調速系統。其中主鉤、副鉤是重力性負載,要求恆力矩,位能變化大,須四象限執行,效能要求高,調速系統最為複雜。電動雙梁吊鉤橋式起重機起動轉矩大,低速時大力矩輸出,負載變化劇烈。

而一般v/f控制、轉差頻率控制的變頻器無法滿足其要求。因為磁通向量控制方式是將定子電流分解成產生磁場的電流分量和與磁場相垂直產生轉矩的電流分量,分別進行任意控制,二者合成的定子電流供給電動機,因而採用磁通向量控制方式的變頻器,調速範圍寬、過流抑制能力強、轉矩控制效能好,尤其可以控制靜止轉矩,滿足起重機的要求。當電動雙梁吊鉤橋式起重機的主鉤電動機快速制動或帶一位能負載時,電動機工作於發電狀態,電動機轉子軸上的動能或負載上的勢能將轉變為電能,使系統能耗大、變頻器直流埠產生很高的幫浦公升電壓,制動力矩偏小,因此要求系統主電路具備能量回饋再生制動功能,將電動機轉子軸上的動能和負載上的勢能轉變為電能回饋到電網,才能提高節能效果,獲得較大的制動力矩,並能滿足主鉤電機四象限執行的要求。

【起公升機構】

變頻器使用全向量閉環控制方式,變頻器內的pg卡是變頻器的選用件,專用於帶脈衝編碼器反饋的閉環控制系統。

電源電壓由斷路器,經主電源接觸器,進線側電抗器送入變頻器。plc為可程式設計控制器,其輸入部分來自主令控制器,限位訊號、保護訊號以及變頻器輸出的反饋訊號,包括力矩訊號、零速訊號、超速訊號、故障訊號,從而進行邏輯運算和控制。plc的輸出部分,一方面作為變頻器的輸入,使變頻器按主令的速度要求工作,另一方面控制相關的繼電器工作,使變頻器調速系統的主接觸器、制動器及起公升電動機的強迫風冷電機正常工作。

主令控制器,採用4-0-4控制方式,其速度分別為10%、20%、50%、100%的額定速度。當預限位起作用時,起公升機構以10%的額定速度執行。如系統中不設預限位時,既可將其連線端短接。

利用頻率到達訊號或頻率檢測訊號,控制制動器開閉,只有在電機的輸出轉矩大於負載轉矩時,電機才開始轉動,以解決溜鉤問題。

當吊鉤過載下降時,電動機處於發電制動狀態,這部分能量由變頻器的逆變器轉入中間儲能環節,當儲能電容二端電壓公升至允許的最高電壓時(vs-616g7系列400v級變頻器為760v),制動單元被啟用。這部分能量由變頻器3、二端經制動單元,由制動電阻以發熱的形式消耗,對大容量變頻器驅動的大功率電動機,往往需要配置多個制動單元和制動電阻器,以釋放其制動能量。us1的5、6二端分別與us2的1、2端相連線,使二個制動單元同時工作,避免由乙隻制動單元獨立承擔全部釋放能量而損壞制動單元。

制動單元的3、4端為其溫度控制觸頭,並作為plc的輸入訊號,當制動單元過熱時,使系統停止工作。

【執行機構】

對執行機構進行變頻調速時,其變頻器控制的電動機數量視驅動執行機構的電動機數量而定,變頻器採用u / f控制模式,用一台變頻器可同時控制多台電動機同時工作。

主令控制器s40採用4-0-4方式,其速度出廠設定為15%、30%、50%、100%的額定速度,變頻器的9、10端為零速接點輸出,零速頻率的設定可以由軟體設定,其設定範圍為0~10hz。當執行速度由高速轉向低速或回零時,電動機將處在發電制動狀態,這部分能量由變頻器的逆變器轉入中間儲能環節,使儲能電容二端的電壓公升高,當該電壓達到所允許的最高電壓時,制動單元被啟用,其能量通過制動單元經電阻器發熱消耗掉,執行機構制動減速。當執行速度降至設定的零速頻率時(一般情況下,設定的零速頻率應低於系統設定的最低工作頻率),變頻器的9、10端閉合,繼電器吸合,接觸器釋放,制動器抱閘,以保證停車的平穩。

制動單元的連線方式與起公升機構相同。

當執行機構停止工作時,斷電延遲繼電器和接觸器,延時釋放,使驅動電動機的冷卻風機繼續執行一段時間,以加強對驅動電動機的冷卻。

考慮到變頻器同時控制兩台驅動電動機,而變頻器的過流保護是針對其工作的總電流的,為了保護每台電動機,防止過熱,故每台電動機都獨立使用乙個熱繼電器,它的觸頭串入kod的主控電路,當電動機過熱時,熱繼電器動作,切斷主控電路。

【產品特點】

● 調速範圍1:10,公升降速度可以隨負載的變化任意無級調速,實現過載低速,輕載高速,大大提高起重機的工作效率。

● 具有極低的穩定就位速度,低速時可過載長期執行。

● 大小車執行系統採用軟起動控制,由於速度是無級過渡,幾乎不產生機械衝擊,執行平穩。

● 如採用閉環控制,可以做到起公升吊鉤零速抱閘,大大提高制動器的使用壽命。

● 可使電動機起動電流小於1.5倍額定電流,減少對電網的要求起動,降低電動機頻繁起動制動,正反轉的發熱。

● 整個系統可做到無觸點,無刷控制和執行,大大提高系統的可靠性。

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