变频器在行车上的应用
变频器在行车上的应用_HENGSHENG20150504
操作 命令
变频器 响应
运行 命令
抱闸释放 时间设置
P604
转矩 校验
使能
抱闸 释放
变频器运行
运行 命令
撤消
运行令可在任何时间发出
t
悬停t 时间设置
P605
Brk Set Time P607
悬停 触发
抱闸 动作
溜钩 测验
以上设置的时间都可以设置的很小最低可设为0.1秒
PowerFlex 700/755-力矩校验
主起升降
副起升降 大车 大车 小车
目录 二、 转矩校验的介绍
变频器在位能性负载控制所必备的功能
• 零速满转矩输出 • 抱闸的控制由变频器I/O控制 • 电机的加减速时间短,要做到与传统转子串电阻的加减速性能一样 • 其他
– 转矩予加载 – 悬停 – 溜钩保护 – 空载高速运行
总之,合理的选择变频器的控制方式,正确的变频器的容量计算, 制动电阻的匹配. 变频器是足够满足此类应用
• TorqProveTM 确保停车后机械报闸可靠的控制负载, 和当收到运行命令,机械抱闸打开时变频器能控制 负载
• TorqProveTM and Force TechnologyTM 帮助消除人们对 V/F 标量型变频器和抱闸适时控制的不定因素的担 忧
– Reduced set-up time减小调试时间
• 当收到停车命令后,变频器减速到零速,维持零速一段时间(可设置)控制抱闸闭合. • 这个功能允许操作工可以重新定位,而不需要抱闸频繁动作. • 悬停功能也可由I/O 输入来控制(I/O 配置为Micropos/Float)
Micro Position 位置微调(数字输入端)
• 这个输入端的功能:使输出的速度降低为前一次速度的一定比例,降低的比例可设置. • 这匀许低速的移动物体,方便定位.
变频器在地铁铁路信号设备中的应用及作用
变频器在地铁铁路信号设备中的应用及作用地铁铁路信号设备中的变频器应用及作用随着城市轨道交通的不断完善和发展，地铁铁路信号系统也得到了越来越广泛的应用。
在这些系统中，变频器是一种关键设备，具有很重要的作用。
一、变频器在信号设备中的应用铁路信号设备一直是十分重要的，其作用是为列车行车提供保障，避免列车发生事故。
随着科技的发展，现代化的地铁铁路信号系统越来越依赖电子设备。
在信号设备中，变频器是一种重要的电子设备，其主要功能是将电能从某一固定频率的交流电源转化为可变频率的输出电能。
变频器是一种高科技产品，由于其性能可靠、精度高、操作简便等优势，因而在地铁铁路信号设备中得到了广泛的应用。
举个例子，地铁铁路的牵引力控制系统主要使用变频器技术。
牵引力控制系统通过控制变频器电机的转速，实现对列车的牵引力控制。
同时，变频器技术还能够在列车行驶过程中，将列车的牵引力降至最小，从而达到节能、环保的效果。
除了牵引力控制系统以外，信号系统中还有其他应用变频器的设备。
比如，在地铁车站的出入口处，常常需要设置高低数据通信设备。
而这些设备中，变频器也是一种重要的技术。
通过变频器的应用，可以将原本固定频率的交流电源转化为可变频率的交流电源，实现高低数据传输。
二、变频器在信号设备中的作用作为电子设备，在地铁铁路信号设备中，变频器的应用无疑是十分重要的。
通过变频器的技术，使得信号设备的性能能够更加完善和可靠，从而为地铁铁路的安全运营提供了重要的保障。
具体来说，变频器在地铁铁路信号设备中的作用有以下几个方面：1. 提高设备的精度和可靠性。
作为重要的电子设备，信号设备的精度和可靠性往往关系到列车行车的安全性。
而在变频器的调节下，设备的输出频率能够达到更高的精度和稳定性，使得列车的运行更加安全可靠。
2. 实现设备的节能效果。
在信号设备中，变频器技术可以实现对列车的牵引力控制，从而实现节能效果。
在列车牵引力降至最小的情况下，节能效果可以达到30%左右，这也是变频器在信号设备中得到广泛应用的重要原因之一。
变频器控制的行车电路
“变频调速起重机电气控制系统项目实践”项目技术报告概要简述该项目的基本情况及团队分工等本次实训主要培养我们的动手操作，思维能力。
我们小组之间分工合作，提高我们的团队意识以及团结合作的能力。
首先，我们进行了分组，以4人一小组为单位。
实训过程中，以学生作为主体，通过小组合作、查阅资料完成实训任务，指导教师主要起指导、监督、答疑的作用，一般不替代学生进行实际操作。
在这仅仅两周的时间内要在电气技术基础平台课程的基础上，进一步将本学期已经学过的相关课程及在课程中已初步掌握的电气原理图的绘制设计、单元（技能）能力融合在一起，通过一个典型的设备电气控制方案的设计、元器件选型与采购、系统原理图的绘制、软件设计、产品的组装调试、产品质量检测检验分析与项目完成后的总结报告的撰写等完整工作过程的训练，培养学生完成一个实际工业设备电气控制项目的综合职业能力。
目录第一章桥式起重机模拟实训装置概述 (2)第一节结构概述 (2)第二节电气系统 (3)第三节电气控制原理 (5)第二章桥式起重机元器件的选型 (19)第一节起重机电气元器件选用 (19)第三章桥式起重机模拟实训装置的使用规则与操作要点 (20)第一节使用规则 (20)第二节安全操作 (22)第三节电控柜组装及通电检查 (26)第一章桥式起重机模拟实训装置概述第一节结构概述整套桥式起重机模拟实训装置由电控柜，行车桥架，移动装置及模拟驾驶室等部分组成，其整体装置如图所示：起升机构、小车运行机构和大车运行机构是起重机的三个工作机构，各机构都备有单独的电动机，进行各自的驱动。
起重机分为单钩起重机、双钩起重机。
单钩仅有一套起升机构；双钩有两个吊钩，即有主副两套独立的起升机构。
主钩用来提升重的物件。
副钩提升在其额定起重量范围内的物件，在它额定的负荷范围内也可协同主钩倾转或翻到工件之用。
当两个吊钩一起工作时，物件重量不应超过主钩的额定起重量，同时保证副钩起吊重量不超过副钩的额定起重量。
变频器在起重机大小车行走驱动中的应用
1、设计思路和方案选择1.1设计思路起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用线绕式异步电动机及鼠笼式异步电机。
尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。
近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动制动控制特性，在各种行业得到了广泛的应用。
在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。
鼠笼式异步电动机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高适合在较恶劣环境下工作。
由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机起动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。
起升，行走定位也较准确，提高了生产效率。
1.2方案选择1根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此强烈推荐用户选用该系列变频器。
起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1~4挡，加减速时间为3~6秒，小车采用一台电机，而大车行走机构采用2~4台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。
起重机整个电气系统由S7—200系列PLC 进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。
2、硬件电路设计2.1系统连接图2大车行走驱动电路连接图3小车行走驱动电路连接图42.2系统原理图53、参数设置及I/O地址分配3.1变频器主要参数及设置首先将所有电机铭牌数据输入P0304—P0311，大车变频器应输入6几个电机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电机时应运行于线性频率/电压特性，档速度变化采用固定频率设定，1挡==15Hz,2档==30Hz，3档==40Hz,4档==50Hz,根据档位的不同输出频率是各个固定频率的迭加，同时利用变频器的制动器接通，断开功能由RL2输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在停止时不会由于外力而随意移动。
变频控制在行车上的研究与应用
于 内部 动作机 构 的机械 冲击 和瞬 时通断 产生 的电弧 等原因， 会使 元器件 本 身和行 车都产 生很 大 的噪音 、 共振 等 现象 。这不符 合 现代企 业生 产在环 保方 面 的
广泛应 用并 已成 为一 种趋 势 。行 车变频 控制 成为更
调 速不 理想 ； 其 是 启 动 和 停 车 时 ， 在 很 严 重 的 尤 存
“ 的现 象 ， 使 吊件 产 生较 大 的 摆 动 ， 致 吊件 冲” 易 导
损 坏 ； 车行 走 是 由 ２ 台绕 线 电 机 牵 引 ， 大 由于 两 台
１ 普 通 行 车 的行 车 性 能 Nhomakorabea现 状
普 通行 车的 电力拖 动系统 采用 交流 绕线 转子异 步 电动机 ， 用转 子 串 电阻的方 法进 行起 动和调 速 ， 采 用继 电器 、 接触 器控 制 。 １１ 调速 精度 不高 ， ． 稳定 性不足 、 能表 现较差 性
普通行 车对 于行 走机 构和 提升 机构 的调速 多采
应 用 于行 车后 ， 决 了普 通行 车 大车 不 同步 、 解 调速 范 围小 、 度稳 定性 差、 障率 高等缺 点。 速 故
关键 词 ：行 车
０ 前 言
行 车作 为 特 种设 备 ， 炼 钢 厂用 于 吊运 铁 水 罐 在 和钢水 罐 ， 着举 足轻重 的作 用 。但是 ， 有 传统 电气 元 件 和装 置件 的先 天特性 决定 了普 通行 车存在 的一 些
电机所 串的 电阻值 有微 小 区别 、 电机 本 身 特性 略有
不 同和机 械传 动 的误 差 ， 产生 大车 不 同步 ， 大车 会 使
变频在行车控制系统中的应用
２３ 自动转 矩设 置 ． 大车 因为 是一拖 二运 行 ， 控制 方式应 选为 Ｖ／ Ｆ控制 ， 不带光 电
现 在 使 用 的行 车 大 部分 都 是在 频 率 为 ５ ｚ 况 下运 行 的 。 ０Ｈ 情 电机 的瞬 时启动 电流 非常 大 ， 这样 不仅 对 电机冲 击 大 ， 电网也 有 对 极大 冲击 ； 运 行过 程 中平 稳性 较 差 ， 在 对机 械 部件 极 易 造 成损 坏 ， 从而加 大 了工人维 修 量 。 车的 调速换 档 ， 行 主要 是通过 切换 电阻 来
ｌ里 Ｙｙｇ ｏ 銮 ｉｏ ¨ ｎ ｎｉｕ ｇ Ｊ ａ
变频在行车控制系统中的应用
吴 德 华 孙 永 晶 ｚ
（． １太原晋 太集 团新星月电子 工程技 术有限公司， 山西 太原 ００ １ ； ． ３０ ３ ２太原铁 路职工培训中心， 山西 太原 ０￣ １） ３ ３ 摘 要： 介绍 了变频在行车系统中的应用 ， 阐述 了系统 的控制原理和控制策略 。
一
１ 桥 式 起 重 机 概 况
桥 式起 重机 俗称 行 车 ，是工矿 企 业 中应用 广泛 的一种 起重 机 械。 其运行 机构 由 ３ 基本独 立 的拖动 系统 组成 。 个 移动 装置 分为 大
已经 有足 够大 的输 出 电流 时， 发 出一 个 松 开信 号 ， 抱 闸开始 通 将 使 电；） 定一个 维 持时 间 ， 个 时间应 略 大于抱 闸从通 电 到完全 松 ３设 这 开 所需要 的 时间 ；） ４ 变频 器将 工作 频率上 升至 所需 频率 。
重物 在做 起 吊和升 降运 动 过程 中 ， 设定 的检 测 电流 时间 ， 除需 车拖动 系统 和 小车拖 动 系统 。大 车拖 动系 统拖 动整 台行车 顺着 车 考 虑 以上 因素 外 ， 应把 机 械上 的配 合 、 频 器 的加 减速 时 间 、 还 变 抱 间 作“ 向 ” 横 运动 ； 车 拖 动系 统 拖 动 吊钩 及 重 物 顺 着桥 架 作“ 小 纵 闸的松紧 程度 等都 应予 以考虑 。 Ｉ 运动 ； 吊装置 主要 由吊钩 拖 动 系统 组成 ， 句” 起 吊钩 拖 动 系统 主 要
PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用
PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用摘要:本文介绍了PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用,相对于传统的接触器控制,具有运行稳定、故障率低、维护方便等优点。
关键词:PLC 变频器定子调压装置行车2005年,首钢长治钢铁有限公司炼钢厂建设6#转炉时,配套安装的两部125/40T行车和一部140/40T行车均采用了传统的接触器电气控制,即用主令控制器+继电器+接触器控制交流绕线电机,通过切除绕线电机转子侧电阻来控制速度,经过几年的应用,发现该控制方式存在电气设备多、线路多、接触器主触点及辅助触点更换频繁、日常检修时间长等等缺陷。
因此,2008年及2010年7#、8#转炉工程中,配套安装的三部125/40T行车和一部140/40T行车,改变了传统的电气控制模式,采用PLC集中控制,起升机构采用定子调压装置和转子切电阻,平移机构采用变频器控制,通过实践证明,该控制方式大大降低了故障率,节约了日常维护检修时间,为生产的顺利进行提供了保障。
1 传统的控制方式及其利弊1.1 传统的控制方式传统的控制方式采用主令控制器控制继电器,然后由继电器来控制接触器的方式来进行控制,通过正、负两接触器的电气互锁来控制绕线电机的转向;通过对交流绕线电机转子串电阻的方式进行调节转速。
该控制方式在行车上的应用已经有了几十年的历史,但存在电气设备多、线路多、接触器主触点及辅助触点更换频繁、日常检修时间长等等缺陷。
1.2 传统的控制方式存在的问题(1)传统的控制方式采用交流绕线电机转子串电阻的方式来进行调节转速,由于其为开环控制,控制精度及其速度稳定性差。
(2)传统的控制方式没有稳定的低速,操作人员只有通过反接制动(俗称“打倒车”)来稳钩,使得主回路接触器在大电流的情况下,频繁分合闸,导致主触点烧损或粘连,减少其使用寿命,造成故障或定期更换,导致浪费。
(3)传统的控制方式起动及其制动过程中,由于速度突变,对行车的机械系统及其电气系统造成很大冲击,严重影响了整个行车的使用寿命。
起重机大小车行走控制中应用PLC和变频器浅析
起重机大小车行走控制中应用PLC和变频器浅析摘要：将变频器应用在起重机的起重驱动上，变频器起到缓冲和保护作用，能够使起重机工作是受到的很小的冲击电流，起重转速稳定，变化均匀，行走和定位都比较牢靠，如此一来不仅可以提升工作效率，同时还可以减少生产中的安全隐患。
因此，对其进行研究具有重要意义。
关键词：起重机；大小车行走控制；PLC；变频器起重机是重工业运输搬运中的“大力士”，可以将其分为四个部分：桥架构件、大车运行构件、小车行走构件和起升开闭结构。
供电用电机常使用的有两种：一种是绕线式异步电动机，另一种是鼠笼式异步电动机，两者各有优势。
在起重机开始工作时，突然的冲击电流，容易对整个设备造成严重的影响，致使工作时定位不可靠。
给系统带来强噪声的同时，最终电机的使用时间也大大减少。
针对这一问题，一些学者提出利用快速发展的变频技术，用于控制电机的启动、上升和下降的制动过程，取得很好的效果。
1 起重机的控制要求起重机可分为大车运动和小车运动，大车主要是一前一后的运行，小车主要是一左一右的运行。
根据起重的物件和当时需要，可以选定不同的速度档位（一般是1~4档），加速过程需要5秒左右。
小车运行机构工作时只需要一台电动机即可，而大车运行机构工作需要的3台左右的电动机同时工作。
由于大车运行过程有很大的惯性，电机很可能被大车惯性倒拖，使处于发电状态的电机出现过电压问题。
针对这一问题，有必要在变频器上安装合适的制动单元和制动电阻，用于释放过电压产生的能量。
起重机整个控制核心是PLC单元，用它来控制整个电气系统。
而可编程控制器单元是将控制信号发送到变频器通过开关量端子，而后用于对变频器的相关控制。
由于变频器的存在，可能对电网产生谐波干扰，因此，有必要在变频器上安装输入电抗器电路，用于抑制高频谐波分量，同时最大可能滤除电流尖峰，同时可以延长整流二极管使用时间。
另一方面，为了减少短路对变频器的影响，在电源输入端加入断路器用于短路保护。
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变频电机与普通电机的主要区别在于：
因为变频器的输出有高次谐波，这就要求变频电机的绕组绝缘 等级要比普通电机的高，在改造中如果不更换电动机就必然需 要滤波器将高次谐波滤去，从而减小变频器输出的高次谐波对 电动机的危害！
四、 行车采用变频调速的优点
1 .消除了电动机的薄弱环节
——由于用笼型转子异步电动机取代绕线转子异步电动 机, 从而消除了电刷和滑环等薄弱环节。
提升/转矩校对功能
转矩校对（包括磁通建立和最后转矩测量） 抱闸校对（出现溜钩时的缓慢下放负载模式） 悬停功能 精确位置控制功能 快速停机功能 速度偏差故障、输出丢相故障、编码器丢失故障
转矩校验在起重设备的应用
转矩校验、机械抱闸校验
当变频器收到运行命令, 变频器将： 快速磁通建立,输出转矩 确认输出转矩存在后,释放抱闸 输出控制抱闸闭合 确认抱闸已控制住负载后,输出转矩撤消 (溜钩检测))
2 .行车运行过程可靠
——行车电机多用于低速状态,速度平稳,振动减小,可延 长电机寿命。
3 .延长制动电磁铁的使用寿命
——原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的。采用变 频调速后,可以在基本停住的状态下进行抱闸, 闸皮的磨 损情况将大为改善。
4. 操作手柄不易损坏
——原系统的操作手柄因受力较大,属于易损件。采用变 频调速后,操作手柄的受力很小,不易损坏。
失速保护
变频器会连续的监测速度命令和速度反馈,比较其偏差,如果偏差超出 所允许的范围,那么变频器将变为故障状态,同时,抱闸投入工作
编码器丢失保护
变频器会连续的监测编码器反馈,确保编码器工作正常 只要出现编码器丢失变频器马上变为故障状态,同时使抱闸投入工作 一但转矩校验使能,此功能必需使能
输出缺相保护
N0
0
Tn
T
图4：行车变频调速机械特性
1.3 制动方法
再生制动+直流制动+电磁机械制动
这里应注意的问题有:
a、通过变频调速系统的再生制动和直流制动将运动 中的大车、小车或升降的转速迅速而准确地降为0;
b、制动器电源不能像电机一样接在变频器的输出端, 一定要接在变频器的输入端，防止变频器输出的低压 无法打开制动器；
5. 控制系统故障率下降
——原系统是由复杂的接触器、继电器系统进行控制,故 障率较高。采用变频调速系统后,控制系统可大大简化, 可靠性大为提高。
6. 节能效果显著
——绕线转子异步电动机在低速运行时, 转子回路的外接电阻内 消耗大量电能。采用了变频调速系统后,非但外接电阻内消耗的大 量电能可以完全节约, 而且在放下重物时,还可以将重物释放的位 能反馈给电源。
c、因为行车安全的需要，机械制动不可省略。
2、变频调速系统的控制要点
行车拖动系统的控制动作主要包括:
大车电动机的正反转及速度档次; 小车电动机的正反转速度档次; 升降电动机的正反转及速度档次.
——所有这些点的控制,都可以通过可编程控制器进行无触点 控制。减少了许多接触器，也就减少了系统的故障率。
三、AB的PowerFlex700行车专用变频器 的功能介绍
位置微调(数字输入端)——精确位置
使物体低速地移动,方便精确定位 必须在速度为零时，此功能才有效
快速停机
当快速停机输入时,变频器将快停然后输出控 制抱闸闭合
溜钩保护
当负载移动停止,机械抱闸闭合, 变频器将斜坡降低输出转矩,同时监 测编码器反馈,确认负载被控制 如果监测到编码器反馈有变化(溜钩),变频器会马上增加输出转矩,重 新控制负载,按照预先设定的速度 下放负载 变频器会重复以上的周期,直到抱闸能控制负载或负载安全下放到地面
一、行车的变频控制综述
1、 行车调速方案的比较
转子串阻起动——损耗大，效率低，效果差，机械特性
软，在目前的天车调速中占有很大比例，逐渐在被变频调速方式所取 代。
N0
0
Tn
T
图1：行车转子串阻调速机械特性
变频调速——损耗小，效率高，效果好，机械特性硬，加速非
常平滑，现在新上的行车大都使用变频调速，一些老式的行车也逐 渐使用变频器进行改造。
1.1电动机选型
大车与小车用电动机
——普通的笼型转子异步电动机
升降电动机
——变频专用的笼型转子异步电动机
（改造时可以使用原绕线异步动机，只需要将原电动机转子
与电阻箱的接头短接即可——大大减小了故障率和维护时间）
1.2 调速方法
采用具有矢量控制功能的变频调速系统。转速可以分档。 控制非常平滑，大大减小了行车的抖动。
N0
0
Tn
T
图1：行车变频调速机械特性
2、 变频器在行车上的使用特点及设置
变频器以其节能、高效被广泛用于很多行业。
变频器在行车上应用的特点：
定位精度高 防振动性能好 加、减速平稳
行车的保护 信号
PLC
操作箱
变频器 变频器 变频器 变频器
主起升降
副起升降 大车 大车 小车
二、行车的变频改造
1、 变频系统的设计要求
三相输出接线端被监测,确保输出没有缺相
反应快速的电流限制功能
可实现电动机以最大加速度运行而不会出现跳闸。 防止了负载冲击引起的转矩波动。
反应快速的母线电压调节功能
可设置调节器 的响应速度
可实现电动机以最大加减/速度制动时而不会出现跳闸。
当工作环境里出现大功率用电器时 （例如：电焊机工作或大 功率电动机启动时）变频器输入侧交流电压会瞬间降低，实现 此功能后， 变频 器可以自动降低母线电压，可减少检测电路 捕捉到瞬间欠电压的机会，从而减少了跳闸的机率。
力矩校验功能要求变频器设置为FVC 磁通定向控制
操作 命令
变频器 响应
运行 命令
抱闸释放 时间设置
P604
转矩 校验
使能
抱闸 释放
变பைடு நூலகம்器运行
运行 命令
撤消
运行令可在任何时间发出
t
悬停t 时间设置
P605
Brk Set Time P607
悬停 触发
抱闸 动作
溜钩 测验
以上设置的时间都可以设置的很小最低可设为0.1秒
电机转速
Motor Speed/Distance
带转矩校验
100
50
4. 提升
0
3. 报闸释放
-50
1. 变频器起动
抱闸释放
2. 电机转矩已建立
Time
不带转矩校验
100
提升
50
0
-50
1.变频器起动 抱闸释放
电动机转 Time 矩跌落
悬停功能
当收到停车命令后,变频器减速到零速,维持零速一段时 间(可设置)控制抱闸闭合 这个功能允许操作工可以重新定位,而不需要抱闸频繁动作 悬停功能也可由I/O 输入来控制