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.
变频器在行车上的应用
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
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。
行车控制变频调整控制方案
行车控制变频调整控制方案
导语：行车是一种内部搬运设备，广泛应用于车间和仓库。
一般情况下行车由四个锥形电机驱动，前后运动两个电机，左右运动一个电机，货物上下运动一个电机。
一、行车设备介绍：
行车是一种内部搬运设备，广泛应用于车间和仓库。
一般情况下行车由四个锥形电机驱动，前后运动两个电机，左右运动一个电机，货物上下运动一个电机。
行车电机可以用工频方式，通过接触器直接起动、停车、正转、反转，但启动电流大，设备处于冲击工作状态，振动大，噪声大，影响设备使用寿命，需要定期更换接触器，而且搬运定位精度低。
行车电机用变频器驱动，主回路无触点控制、无极调速，起动电流小，无冲击，无振动，噪声小，起升、行走定位准确，生产效率高，维护费用低。
变频器自身保护功能齐全，如过流、过载、过压等都能及时报警及停止，减少了行车故障，提高了安全性能。
二、行车控制系统配置：
1、AD300开环矢量控制变频器一台，控制前后运动的两台相同规格电机，变频器容量是两台电机容量之和，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。
2、AD300开环矢量控制变频器一台，控制左右运动的电机，变频器容量和电机容量相同，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。
3、AD300开环矢量控制变频器一台，控制上下运动的一个电机，变频器容量比电机容量提高两个规格，内置制动单元，根据电机功率选配制动电阻。
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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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
正常 操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™ 功能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
Copyright © 2005 Rockwell
100 50 0 -50 1. Drive started
4. Lifting occurs
3. 报闸释放 2. 电机转矩已建立
Time
不带力矩校验
100
Lifting occurs
50
0
-50
Brake release, Drive started
12
Time
Motor torque overcomes falling load inertia
• 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.
Speed Deviation Fault 速度偏离保护(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.
Output Phase Loss Detection输出缺相保护
力矩校验在起重设备的应用
TorqProve Protection Feature Description Details:
Brake Slip Detection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.
– 即使机械制动失效的安全负载控制
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PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex
• Lifting applications include:
– Cranes 起重机 – Hoists吊机 – Material handling lifts (vertical
conveyors)物料垂直输送 – Automatic Storage and Retrieval
Systems (ASRS)自动货库 – Palletizers码堆机
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的owerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
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PowerFlex 700/755-Torque Proving
正常操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 力 矩控制下的负 载。PowerFlex 检验制动器正 在夹持负载
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PowerFlex 700/755-力矩校验
正常操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 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
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最佳选择--- PF700/755/PF700S 变频器
• 力矩校验功能
• TorqProve can be used in any application where coordination between the drive and the mechanical brake is required.变频器与机械抱闸 配合有特使要求.
PowerFlex 700/755 采用FORCE 控制技术,加上速 度闭环控制,确保负载始终处于受控状态
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力矩校验在起重设备的应用
起重应用中的关键问题都可由具有 TorqProveTM 力矩校验功能的
PF700/755/PF700S得到解决.
包括以下功能:
Automated Torque Proving & Brake Proving、力矩校验、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
• 当收到停车命令后(悬停时间结束), 变频器将: 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))
Rockwell Automation Hengsheng Internal Traing
1、行车调速方案的比较
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。
N0
0
Tn
T
图1：行车变频调速机械特性
Rockwell Automation Hengsheng Internal Traing
– Reduced set-up time减小调试时间
• 调试容易 – 仅几个参数设置 • 完成这样的功能不需要PLC (抱闸的控制由变频器)
– No Special drive or software required不需要特殊的 软件
• The TorqProveTM feature comes standard!
Load-based Speed Limits 基于负载大小的速度限制
• 允许高于基速运行 (轻载时更快运行) • 在基速时测量负载大小,若低于额定负载,则可超速.
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TorqProve力矩校验比较
电机转速
Motor Speed/Distance
带力矩校验
AB变频器在行车上的应用
Rockwell Automation Hengsheng Internal Traing
目录 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
Automated Torque & Brake Proving自 动力矩、抱闸校验
Float Capability悬停功能 Micro Position 速度微调 Fast Stop –快速停车 保护功能:
• 溜钩检测 • 速度波动 • 输出缺相 • 编码器丢失故障
数字输入选择
• 行程开关 • 减速开关
带来的好处:
– Assured control of the load有效的控制负载.
• 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
– Outstanding performance 突出的性能
• 力矩校验功能的实现比其它由PLC 控制实现类似 功能的响应快
• PowerFlex 700/700S 提供一流的矢量控制性能
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力矩校验在起重设备的应用
TorqProve Feature Description Details力矩校验特点:
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.
Fast Stop 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. .
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– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
负载被机械制 动器夹持在某
个位置上
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PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
• 三相输出接线端被监测,确保输出每有缺相. • 一但TorqProve 使能,这项功能不能被屏闭.
Encoder Loss Fault编码器丢失
• 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,抱闸投入工作. • 一但TorqProve 使能,这项功能必需使能.
在释放制动器 之前通过转矩
获得负载
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PowerFlex 700/755-Torque Proving
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
Copyright © 2005 Rockwell
TorqProve力矩校验流程图