变频器在起重机中的应用
变频器在起重机中的应用
随着起重机一天天的发展进步，很多以前比较高的要求逐渐普遍起来，变频、PLC控制越来越常用了，起重机也是越来越操作简单，智能化程度越来越高了。
变频控制技术、PLC控制技术的发展，为起重机的变频控制提供了有利的条件。
起重机变频调速系统框图如图所示:
起重机变频调速系统的启动、制动快速，启动过程平稳，运行平稳，可靠，操作简单灵活，生产效率高，系统维护方便，安全性高。
起重机在吊钩下降时，变频器将受到较高电势的能量释放过程，为保护变频器不被击坏，增设能耗制动单元来保护变频器的正常工作。
进行制动时放电电阻和电机内部的有功损耗部分结合成制动转矩，大约为额定转矩的20%。
变频器投入使用时，变频器的功能参数的设定，直接关系到变频器与设备运行情况是否配合恰当的重要环节。
若某个设定的参数不合理，也可是变频器工作不正常或造成电机过热等异常情况发生损坏电气设备。
运行时应注意变频器的紧固与防潮以确保变频器的安全运行。
纽科伦（新乡）起重机有限公司。
变频器在起重行业的应用
YD5000系列变频器在起重机的应用实例
广东潮州架桥起重机
应用技术部
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�
无 PG 矢 量 控 制 方 式
抱闸动作
应用技术部
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YD5000Q系列变频器在起重应用上 YD5000-Q起重专用变频器
频率指令 运行指令 端子1(2) 力矩强制
E1-09 BT FHF(FHR) IOUT>IF(IR) BF FRF(FRR) 松开 抱紧 松开确认 抱紧确认 BDT 抱紧 松开 抱紧确认 BDT 抱紧 抱紧 HF B2-01和E1-09 较小的一个 停止 ITCF HT 运行 停止
碰撞停车功能: 碰撞停车功能:
简易有效的定位功能
通过使能碰撞停止功能,停止时检测出设定的滑差, 变频器自动降速停止
应用技术部
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YD5000Q系列变频器在起重应用上 YD5000-Q起重专用变频器
频率指令 运行指令 端子1(2) 力矩强制
停止 ITCT E1-09 BT FHF(FHR) IOUT>IF(IR) BF ITR>TF(TR) FRF(FRR) ITCF ST 运行 停止
YD5000 闭环矢量模式 力矩指令 YD5000 力矩工作模式
抓斗的控制
编码器
编码器
应用技术部
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YD5000系列变频器在起重机的应用
多电机控制行走机构的方案
YD5000
<=50m
YD5000
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YD5000系列变频器在起重机的应用
锥形电机的控制
多数电动葫芦使用锥形电机
调整V/F曲线,使锥形电机可靠打开
泰州港务局40T抓斗门机
应用技术部
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变频器在起重机系统中的运用
变频器在起重机系统中的运用随着近年来经济的快速发展和工业技术的不断提升，起重机在工业领域中的应用越来越广泛。
为了满足工业对起重机的不断需求，起重机控制技术也在不断进步。
其中，变频器在起重机系统中的运用越来越广泛，成为提高起重机性能和工作效率的重要控制技术之一。
一、变频器的基本原理与分类变频器通过改变电机的转速和电压大小来调节其输出功率，其基本工作原理是将交流电转换成直流电，再通过逆变器将直流电转换成可变的交流电，控制电机不同的电压、频率和相数来实现调速和控制。
变频器可以广泛应用于各种类型的电机，如三相异步机、双馈风力发电机、永磁同步机等，其流行原因在于：通过改变电机转速的同时，降低了电机的功率损耗，提高了工作效率，同时使得系统更稳定、更智能化。
根据电机的类型不同，变频器也有不同的分类。
一般来说，它可以被划分为以下几种类型：1. 低压变频器低压变频器指的是输出电压低于1000V的变频器，广泛应用于各种工业领域，如工厂生产线、机床、空调、水泵等领域。
2. 中压变频器中压变频器指的是输出电压在1000V~10000V之间的变频器，主要应用于大型机械设备，如铸造机、起重机、重型机床等。
3. 高压变频器高压变频器输出电压高于10kV，主要应用于大型电机和轻轨、地铁等领域。
二、变频器在起重机控制系统中的应用变频器在起重机控制系统中的应用非常广泛。
其主要功用有：1. 调速：变频器根据传感器或用户工作的要求，通过控制电机的转速、输出频率和电压等参数，从而实现起重机的调速功能，具有同步运行、提高效率、减少噪音和节约能源等优势。
2. 过载保护：起重机在工作过程中容易出现负载波动和故障，变频器监控系统可以利用先进的保护元件有效地保护电机、变频器和起重机，使其在工作过程中更加稳定、可靠。
3. 能量回收：变频器能够利用电机的转动惯量和动能，在起重机制动、减速时将能量回收，从而提高起重机系统的能效，降低能源消耗。
4. 控制精度：变频器可以根据需要通过PWM等先进的控制技术，实现对电机的精确控制，使得起重机的运动更加准确、平稳，从而提高起重机的使用效率和精度。
变频器在塔式起重机上的应用研究
158研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2024.02 （上）在现代建筑和重工业领域，塔式起重机作为一种关键的工程机械，在大型物料搬运和建筑施工中发挥着不可替代的作用。
为了提高起重机的性能、精确度和能效，变频器技术在塔式起重机上得到了广泛应用。
引入变频器技术，使得起重机可以实现精准的电机转速调节。
同时通过实时调整电机的频率，变频器平滑启动和停止，有效减少了起动和制动时的电流冲击，降低了能耗，提高了能源利用效率。
这对于大型塔式起重机的长时间运行，尤其是在高负载条件下，具有重要的经济和环保意义。
1 塔式起重机分析塔式起重机是一种用于在建筑工地和其他工业场所进行物料搬运和起吊作业的重型起重设备。
它通常由一座垂直塔身和一个伸臂组成，伸臂上配有起重钩或其他吊具，用于提升和移动重物。
该设备主要由四部分组成，分别是钢结构、工作结构、电气系统和装置。
在实际应用过程中，四部分协同作业是保证安全运行的基础。
塔式起重机具备以下优点：第一，其起升高度较高、工作幅度较大；第二，基于结构组成，作业空间较为充足；第三，可以同时进行多道操作，如垂直、水平运输协同操作等；第四，可以在三维空间中进行吊、运、装、变频器在塔式起重机上的应用研究牛建民（中铁大桥局机械化施工分公司，湖北 武汉 430050）摘要：变频器是一种电子器件，用于调整电动机的电源频率，从而实现电机转速的调节。
在塔式起重机上科学采用变频器技术，可以显著提升设备性能和操作灵活性。
本文以集成了涡流控制的麦格米特MV600L 变频器为研究对象，探究该变频器在塔式起重机上的应用。
首先，详细介绍塔机的基本信息，然后围绕塔机三大机构中的驱动系统展开分析，详细阐述应用变频器后，相较传统驱动方式的优势。
希望本文研究可以为塔式起重机设计优化提供参考，从而有效避免因负载波动或外界干扰而导致的设备振动和不稳定情况发生，进一步提升塔式起重机的安全性和可靠性。
安川变频器在抓斗起重机应用
安川变频器在抓斗起重机应用1. 引言抓斗起重机是一种常见的用于重量货物搬运和抓取的起重设备。
在抓斗起重机应用中，电力控制系统起着至关重要的作用。
而安川变频器作为一种先进的电力控制设备，广泛应用于各类抓斗起重机中，为其提供高效、稳定的动力输出。
本文将介绍安川变频器在抓斗起重机应用中的工作原理、优势以及适用场景，以及如何正确使用安川变频器来提高抓斗起重机的性能和效率。
2. 安川变频器的工作原理安川变频器通过控制电源频率和电压，来实现对电动机的转速和转矩的精确控制。
具体来说，安川变频器会将输入的电源信号进行整流和滤波，然后经过逆变器将直流信号转换为交流信号。
最后，经过PWM控制技术，安川变频器通过调整高频脉冲的宽度和占空比，来控制输出的交流电压和频率。
安川变频器的工作原理使之能够根据实际需求来调整电动机的转速和转矩，从而实现抓斗起重机的精确控制。
3. 安川变频器在抓斗起重机应用中的优势3.1 能耗节约安川变频器采用了先进的PWM技术，可以实现对电动机的精确控制，避免了由于电机滑差带来的额外能量损耗。
同时，安川变频器还可以根据实际负载需求进行快速响应和调整，进一步提高了能源利用率，降低了能源消耗。
3.2 精确控制由于安川变频器的精确控制能力，抓斗起重机可以实现精确的起重操作。
通过调整电动机的转速和转矩，可以实现对抓斗的运行速度、提升高度、旋转角度等参数的精确控制，提高了抓斗起重机的操作精度和效率。
3.3 适应性强安川变频器具有较大的输入电压范围和输出频率范围，可以适应不同的电源供应和工作环境。
同时，安川变频器还具备较高的过载能力和短时过载能力，可以应对启动和峰值负载时的冲击电流，保证抓斗起重机的正常运行。
4. 如何正确使用安川变频器4.1 安装和配置在使用安川变频器前，需要正确安装和配置设备。
首先，根据抓斗起重机的实际需求选择合适的安川变频器型号和额定功率。
然后，按照安川变频器的安装说明，进行适当的电气连接和机械安装。
变频器在港口起重机中的运用
变频器在港口起重机中的运用经过近30年的发展,目前变频调速电气传动已经上升为电气调速传动的主流。
从最初的只能用于风机、泵类的调速过渡到针对各类高精度、快响应的高性能指标的调速控制。
随着变频器控制容量大、精度高等优点,它也很快被港口起重机中所运用。
起初在港口发展初中期,港口所用的起重机岸边集装箱桥吊﹙下简称岸桥﹚、龙门吊都是使用的直流调速电气传动,门式起重机﹙下简称门机﹚所采用的是三相交流绕线式转子串电阻调速。
它们都存在着维修工作量大、故障率高；容量、电压、电流和转速的上限值均受到条件的制约，调速精度不高、稳定性欠佳、能量损耗等缺陷。
现在的港口的起重机使用了变频器控制后,大大减少了以往调速的弊端,设备的完好率、利用率、可靠率进一步的提高。
下面就我公司港口起重机变频器的使用及运行状况做个阐述并分析与大家共勉。
目前我港口起重机已基本上使用了变频器控制,其覆盖率达到80%到90%左右。
所采用的变频器大部分是有PG﹙速度编码器﹚矢量控制模式,只有极少的起初使用于变幅系统的起重机采用无PG矢量模式,所采用的主开关器件均为IGBT ﹙绝缘栅双极晶体管﹚,都是SPWM﹙正弦波脉冲宽度调制﹚,门机采用的是日本安川616G5、616G7系列的变频器,岸桥、龙门吊都是采用德国西门子6SE70系列。
由于起重机在下放重物时会产生再生能量,为了消耗和利用其能量,不能影响到变频器的正常工作,门机、龙门吊工作中所产生的再生能量都是消耗到直流回路中、人为设置的与电容器并联的制动电阻中去,而桥吊的再生能量通过逆变环节回馈电网中去,充分利用了回收的电能。
在变频器的控制中,为了更高提高生产力,根据不同集装箱的重量达到不同的转速,我们的岸桥、龙门吊都采用了恒功率控制,龙门吊采用了PLC程序控制来实现,岸桥采用了PLC程序和T300工艺摸板共同来实现,这样就很大程度地提高了集装箱的装卸效率。
我们在对变频器的控制上,门机采用的是PLC控制输出端子和参数设置来实现控制,而岸桥和龙门吊是采用PLC 的PROFIBUS通讯﹙现场总线﹚和参数设置来实现控制。
变频器在工业领域的应用案例
变频器在工业领域的应用案例随着科技的不断发展，变频器作为一种新兴的电力调速设备，已经被广泛应用于工业领域，取代了传统的机械调速方式。
下面将介绍变频器在工业领域的几个应用案例。
1. 港口起重机港口起重机作为港口的重要设备之一，起着极为重要的作用。
通过应用变频器，可以实现对起重机的精细调控，提高其吊运效率，降低其能耗，节约成本。
目前，变频调速的港口起重机已经成为行业的主流趋势。
例如，广州港拥有的超大型集装箱起重机，就采用了ABB公司生产的变频调速技术，仅用2-3度电即可将20英尺集装箱吊运到39米高空。
2. 矿山输送机矿山输送机作为矿山生产中必不可少的设备之一，承担着矿石或其他物料从采矿现场运输到生产车间的任务。
随着矿山生产的规模不断扩大，传统的机械式传动方式逐渐被淘汰，取而代之的是变频调速技术。
应用变频器可以实现对输送机的精准调控，避免因物料输送速度过快或过慢而导致的不必要的损失，提高生产效率。
例如，山西太钢集团矿山公司应用变频调速技术的输送机，可以节省每年3000万度电。
3. 污水泵站污水泵站是城市污水处理的重要环节。
传统的污水泵站采用的是机械式调速，由于污水量的不同导致泵的出水量不可避免地产生浪费或者不足。
应用变频器可以根据污水量进行精确调控，不仅可以有效避免功率浪费，还可以延长泵的使用寿命。
例如，南京市浦口污水处理厂应用Yaskawa公司的变频器后，节能效果显著，年节省电费约60万元。
4. 空调系统随着人们生活水平的提高，空调系统的应用越来越广泛。
在空调系统中，变频器的应用不仅可以降低空调的噪声、延长空调寿命，还可以大幅节约电费。
例如，近年来广泛应用的变频空调，可以实现节约30%-50%的用电量。
总的来说，变频器作为一种新型的电力调速设备，其应用已经被广泛推广，成为工业领域提升效率、降低成本的重要手段。
相信在不久的将来，随着技术的不断革新，变频器在工业领域的应用领域还将不断扩大和提高。
PLC与变频器在桥式起重机升级改造中的应用
PLC与变频器在桥式起重机升级改造中的应用一、桥式起重机的升级改造需求随着工业生产的不断发展，许多传统的桥式起重机逐渐暴露出了一些问题，比如工作效率低、运行稳定性差、维护成本高等。
为了提高桥式起重机的设备性能、延长设备使用寿命、降低设备运行成本，对桥式起重机进行升级改造已经成为当今行业的主要趋势。
在桥式起重机的升级改造中，PLC和变频器的应用不仅可以提高设备的运行精度，还可以降低能耗、减少维护成本、提高安全性等。
PLC与变频器已经成为桥式起重机升级改造的核心技术。
通过PLC系统，可以实现对起重机运行过程中的各种参数进行实时监测和精确控制，比如起重机的起升速度、行走速度、起升高度等。
PLC系统还可以集成各种安全保护功能，比如过载保护、限位保护等，从而提高起重机的运行安全性。
PLC系统还可以通过通信接口实现与其他设备的数据交互，比如与计量系统、仓储系统的数据对接，实现对整个生产过程的精准控制和管理。
通过变频器系统，可以实现对起重机电机的转速、加减速过程进行平稳控制，从而减少电机启动时对电网的冲击，提高了起重机电机的使用寿命，同时还可以节能降耗。
通过变频器系统还可以实现对电机的无级调速，从而提高了起重机的运行稳定性和精度。
某工厂的桥式起重机在使用过程中，存在着很多问题，比如行走速度不稳定、启停冲击大、安全保护不完善等。
为了提高桥式起重机的运行效率和安全性，该工厂对桥式起重机进行了升级改造。
在桥式起重机的升级改造中，该工厂应用了PLC和变频器技术。
通过集成PLC系统，实现了对起重机各项功能的精确控制，同时集成了安全保护功能，在起重机运行过程中实时监测各项参数，并实现对整个起重机的精准控制和管理。
经过升级改造后，桥式起重机的运行效率得到了很大提升，同时安全性和稳定性也得到了很大的保障。
虽然PLC和变频器在桥式起重机升级改造中的应用带来了很多好处，但也面临着一些挑战。
技术集成和系统调试难度大，需要对整个系统进行统一规划和设计，以及对现场实际情况进行充分考虑，还需要专业的调试和维护人员进行操作。
变频器在塔式起重机上的应用
变频器在塔式起重机上的应用1.概述1.1 塔式起重机是建筑行业上应用得最广泛的一种起重机械，其中起升机构、回转机构、小车变幅机构的控制发展趋势是采用变频器调速控制，本人根据在实际当中的一些应用总结以下内容：1.2 起升机构起升机构传统的控制方式多采用交流绕线式电机串电阻的方法启动和调速，缺陷是：由于长期重载运行，频繁正、反转，冲击电流很大，再加上有些场合工作环境差，电机的滑环、炭刷及接触器经常损坏，接触器的触头烧毁、炭刷冒火、电机及电阻烧毁现象时有发生，且线路复杂。
由于异步电机有着无可伦比的优点：结构简单坚固、价格便宜、易于维护，因此采用变频器拖动三相异步电机的控制方式取代传统调速方式，可以从根本上解决塔机故障率高的问题，而且技术先进、节能显著，是塔式起重机理想的传动控制装置。
（附图一）1.3 回转机构回转机构是大惯量负载，其工作方式不允许过快启动和停车，更不允许在运行中进行制动，否则不仅运转不稳定，严重的还会造成塔机折臂，对人身和设备都会造成伤害。
传统的控制方式是采用绕线电机、力矩电机或多速电机进行调速，并在机械结构中加装液力耦合器这一软连接方式来改善塔机的稳定性。
这种控制方式在起停过程中由于无法进行平滑的调速会造成旋转臂的抖动。
目前较好的解决办法是采用变频调速方式进行无级调速，使其在起停过程中更为平滑，从而避免塔臂抖动现象。
并且采用变频器控制以后使系统控制更为简单，控制系统具有多重保护，使系统更加安全可靠。
（附图二）1.4变幅机构变幅机构传统的控制方式是采用多速电机进行调速，该调速方式在起重过程中起停容易造成重物在空中晃动，理想的取代方式为改用普通鼠笼电机变频驱动实现对变幅机构的无级调速使其运行更加平稳。
（附图三）1.5 PLC系统在塔吊控制系统中，有大量的逻辑命令需要处理，这部分工作由PLC来完成，只有对众多的逻辑信号进行正确的处理，才能控制变频器拖动电机完成整个塔吊的智能控制。
方案中PLC程序加装了防误操作，防超重，超重换速，超重禁止前行等功能，真正实现塔机的智能控制。
变频器在起重机控制系统中的应用
变频器在起重机控制系统中的应用随着工业生产对起重机调速性能要求的不断提高,常用传统的起重机调速方法如：绕线转子异步电动机转子串电阻调速、晶闸管定子调压调速和串级调速等共同的缺点是绕线转子异步电动机有集电环和电刷,它们要求定期维护,由集电环和电刷引起的故障较为常见,再加上大量继电器、接触器的使用,致使现场维护量较大,调速系统的故障率较高,而且调速系统的综合技术指标较差,已不能满足工业生产的特殊要求; 本文则主要介绍现代交流变频器应用于现代起重机的若干知识与问题;现代交流变频调速技术已在工业界中得到广泛应用,它为交流异步电动机驱动的起重机大范围、高质量地调速提供了全新的方案;它具有高性能的调速指标,可以使用结构简单、工作可靠、维护方便的鼠笼异步电动机,并且高效、节能,其外围控制线路简单,维护工作量小,保护监测功能完善,运行可靠性较传统的交流调速系统有较大的提高;所以,采用交流变频调速是起重机交流调速技术发展的主流;1、一般交流变频器的优点变频调速技术应用于起重机后,与市场上大量使用的传统的绕线异步电动机转子串电阻调速系统相比,可带来以下显着经济效益和安全可靠性：1机械制动器在电动机低速时动作,主钩以及大、小车的制动由电气制动完成,所以机械制动器的制动片寿命大为延长,维护保养费用下降;2采用交流变频调速技术的起重机由于变频器驱动的电动机机械特性硬,具有精确定位的优点,不会出现传统起重机负载变化时电动机转速也随之变化的现象,可以提高装卸作业的生产率;3变频起重机运行平稳,起、制动平缓,运行中加、减速时整机振动和冲击明显减小,安全性提高,并且延长了起重机机械部分的寿命;4交流变频调速系统属高效率调速系统,运行效率高,发热损耗小,因此比老式调速系统大量节电;5采用结构简单、可靠性高的鼠笼异步电动机取代绕线转子异步电动机,避免了因集电环、电刷磨损或腐蚀引起接触不良而造成电动机损坏或不能起动的故障;6交流接触器大量减少,电动机主回路实现了无触点化控制,避免了因接触器触头频繁动作而烧损以及由于接触器触头烧损而引起的电动机损坏故障;2、起重机运行的特点1起重机应具有大的启动转矩,通常超过150%的额定转矩,若考虑超载实验等因素,至少应在起动加速过程中提供200%的额定转矩;2由于机械制动器的存在,为使变频器输出转矩与机械制动器的制动转矩平滑切换,不产生溜钩现象,必须充分研讨变频器启动信号与机械制动器动作信号的控制时序;3当起升机构向下运行或平移机构急减速时,电动机将处于再生发电状态,其能量要向电源侧回馈,必须根据不同的现场情况研讨如何处理这部分再生能量;4起升机构在抓吊重物离开或接触地面瞬间负载变化剧烈,变频器应能对这种冲击性负载进行平滑控制;3、起重机变频器主要功能及特点1抱闸逻辑控制与监控准确的抱闸开启和闭合控制时序,通过抱闸实时状态反馈和起动预转矩补偿,确保控制的安全性和可靠性;2轻负载升速电子副钩起重机空钩或轻载时实现2倍速运行,提高装卸效率;轻负载升速功能主要应用于起升高度较大的起重机：在起升机构空载运行时自动使速度上升,以缩短时间来提高装卸效率；重载时自动降低速度以确保设备和人身的安全;变频器根据启动后一段时间内的平均电流值来判断负荷的大小：当负载重时,变频器自动降低输出频率；当负载轻时,变频器自动提高输出频率;3控制回路电源和主回路电源可以分别控制提高了用户调试时的安全性,便于故障诊断与维护;4起重机操作模式——方便、灵活根据起重机不同的操作模式,为用户提供以下操作模式选择：操纵杆模式、遥控模式、电动电位器模式、分级操纵杆给定模式、分级遥控给定模式、通讯给定模式等主从控制功率平衡与速度同步技术5第二电机控制及切换功能一台变频器通过参数自学习可以自动存储两套电机参数,通过切换指令实现对两组电机的高性能矢量控制；便于电气传动系统的控制,降低用户成本;在两个大功率电机通过减速箱刚性连接驱动一个起升机构时,主从控制功率平衡功能保证两个电机出力均匀；在双起升机构提升一个重物时,主从控制速度同步功能保证两个起升机构同步提升,确保安全;6预励磁及起动预转矩补偿预励磁功能是在启动之前自动地对电机实行直流励磁,以保证电动机快速地提供起动转矩,并通过调节励磁的时间使电动机的起动与机械制动器的释放时间相配合,避免出现“溜钩”现象;7松绳检测防止在起重机绳索松弛的情况下,轻负载升速功能误动作引发的不安全运行;8危险速度监视、快速停车及超速保护变频器实时监测电机的运行速度,当电机速度大于设定的最高允许速度或速度偏差值时,变频器发出故障报警并立即停止输出,机械制动器动作,使起重机处于安全状态;快速停车功能给用户提供以下三种方式供选择：方式1：电气制动的停车；方式2：电气制动加机械制动的停车；方式3：机械制动的停车;8应用范围起重机专用矢量变频器,具有优异的力矩控制性能,广泛适用于岸边集装箱起重机STS、轨道式集装箱龙门起重机RMG、轮胎式集装箱龙门起重机RTG、门座式起重机、造船用龙门起重机、装船机、卸船机、翻车机、堆取料机等各类港口机械,以及各类普通桥式、门式、塔式起重机和提梁机、架桥机等起重机械的起升、变幅、大车、小车、回转、抓斗等机构的交流无级调速;4、变频器的选用平移机构起重机的平移机构分大车机构和小车机构,两种机构一般采用多台电动机传动方案;由于起重机平移机构的转动惯量较大,为了加速电动机需有较大的起动转矩,因此起重机平移机构所需的电动机轴输出功率PM应由负载功率Pj和加速功率Pa组成,即：PM≥Pj+Pa由于平移机构采用一台变频器拖动多台电动机的通用U/f开环频率控制方式,因此在变频器容量选择时,还要满足以下公式：ICN≥knIM式中：k——电流波形修正系数PWM调制方式时取—ICN——变频器额定输出电流,AIM——工频电源时单台电动机的额定电流,An——一台变频器拖动的电动机数量由于在变频器“一拖多”通用U/f开环频率控制方式中,变频器提供的电子热继电器保护功能无法实现对单台电动机的过载保护,为此在每台电动机回路中串入带有热过载保功能的低压断路器,以实现对单台电动机的过载保护,电动机故障信号取自低压断路器的辅助触点;起升机构变频器的容量必须大于负载所需求的输出,即：kPM ≥P0KVAηcosφ式中：k——过载系数PM——负载要求的电动机轴输出功率,kWη——电动机效率cosφ——电动机的功率因数起升机构要求的起动转矩为—倍的额定转矩,考虑到需有125%的超载要求,其最大转矩需有—2倍的额定转矩,以确保其安全使用;对于拖动等额功率电动机的变频器来说,可提供长达60秒、150%额定转矩的过载能力,因此过载系数k=2/=;在变频器容量选定后,还应做电流验证,即：ICN≥kIM式中：k——电流波形修正系数PWM调制方式时取—ICN——变频器额定输出电流,AIM——工频电源时的电动机额定电流,A一般的大吨位起重机有两个独立驱动的起升机构,每个起升机构由2台电动机同步驱动各自的钢丝绳卷筒转动,再经过动滑轮组多级减速提升吊钩;起升机构的变频调速传动方案采用一台变频器带一台电动机的“一拖一”方案,为了提高低速传动时的动态特性和高转矩输出能力,每台电动机采用带脉冲编码器的速度闭环控制;每个起升机构的2台变频器之间采用变频器提供的具有功率平衡和速度同步控制功能的主从控制方案,这些控制方案可以实现2台电动机精确的转矩平衡分配和2个起升机构的速度同步;5、再生能量的处理当采用变频器传动的起升机构拖动位能性负载下放或平移机构急减速、顺风运行时,异步电动机将处于再生发电状态;逆变器中的六个回馈二极管将传动机构的机械能转换成电能回馈到中间直流回路,并引起储能电容两端电压升高;若不采取必要的措施,当直流回路电容电压升到保护极限值后变频器将过电压跳闸;在高性能的工程型变频器中,对连续再生能量的处理有以下两种方案;①在中间直流回路设置电阻器,让连续再生能量通过电阻器以发热的形式消耗掉,这种方式称为动力制动；②采用再生整流器方式,将连续再生能量送回电网,这种方式称为回馈制动;中科科技推出的DBU型能耗制动单元和RBU型能量回馈单元的具体参数可参见说明书下面对这两种制动方式做以详细介绍;1动力制动动力制动由制动单元和制动电阻构成;变频器设置了制动单元和制动电阻后,其动力制动能力取决于制动电阻的允许功率;因此,计算再生功率PM时,必须满足PM①计算再生能量EM②计算再生功率PMPM=EM/t0式中：PM——制动期间电机产生的有效再生功率,WEM——机构急减速及下降时的再生能量,Jt0——制动周期时间,S③选择合适的制动单元/制动电阻组合选择合适的制动单元/制动电阻组合,必须满足下列条件：PM<PR＆PM式中：PM——制动期间电机产生的有效再生功率,WPR——制动电阻的允许功率,WPDB——制动单元的允许功率,W当计算的PM>PR时,表明超出了制动电阻的处理能力,需重新核算负载惯量和减速时间;④制动电阻RB0的计算在再生回馈制动中,即使不设置制动电阻,依靠电机内部损耗也可获得约20%的制动转矩,因此可用下式计算所需的电阻值RB0：RB0= VC2/n1式中：VC——变频器中间直流回路的电压约为700V,VTB——制动转矩,kgmTM——电动机额定转矩,kgmn1——电动机开始减速时的速度,rpm动力制动的放电回路由制动单元和制动电阻构成,其最大电流受制动晶体管最大允许电流IC的限制,制动电阻最小允许值RMIN=VC/IC;因此制动电阻选用时其实际值RB 应满足以下条件：RMIN<RB上述选型是建立在精确的计算基础上,在实际工程中如果精确的计算数据不能取得,也可按下述给出的经验公式选型;①起升机构的再生功率PMPM=Pb×ηtotalηtotal=ηmec×ηmot×上式中,Pb为实际的负载再生发电功率,ηmec为机械效率,ηmot为电机效率;②制动电阻RB0的近似计算RB0=VC2/PM由于平移机构属于摩擦负载,其制动单元和制动电阻可按变频器的标准配置;2回馈制动为了实现把制动状态的电动机再生发电能量向电网回馈,网侧变流器应采用可逆变流器;中科科技推出的能量回馈制动单元,它的网侧变流器与逆变器结构相同,采用一块具有PWM控制方式的电网电压识别板;由于采用了PWM控制技术,对网侧交流电压的大小和相位可以进行控制,可以使交流输入电流与电网电压同相位并接近正弦波,传动系统的功率因数大于,回馈制动时有100%电网回馈能力,而不需要自耦变压器;动力制动方式控制简单、成本低,但节能效果不如回馈制动;回馈制动方式虽然节能效果好,能连续长时制动,但控制复杂、成本较高;应该注意的是,只有在不易发生故障的稳定电网电压下,才可以采用回馈制动方式;对于采用滑触线供电的起重机,应特别注意防止滑触线电刷接触的间断,如果不能保证这一点,建议采用动力制动方式,以保证起升机构持续下降时调速制动的可靠性;6、结论及展望随着电力电子技术的不断发展完善,交流变频调速技术日益显现出优异的控制及调速性能,高效率、易维护等特点,加之它的价格不断下降,使其成为起重机械一种优选的调速方案;但是,要使变频器成功地应用于起重机调速,就必须针对起重机的特点,计算和选择变频器及其外围的辅件,并在安装与布线时采取特殊技术措施,以保证变频调速的起重机安全、可靠地运行;因为起重机行业对变频器的性能、功能有着非常高的要求,因此变频器行业也因加快自己的创新发展步伐以求新的发展,创造新的辉煌。
ABB变频器DTC控制在桥式起重机上的运用
ABB变频器DTC控制在桥式起重机上的运用摘要随着生产工艺对物品吊运作业的要求越来越高，在冷轧车间配备的桥式起重机上，其传动控制已普遍采用plc+变频器的组合，卷扬控制采用dtc控制。
本文介绍了使用dtc控制的abb变频器在桥式起重机上的应用，并介绍了其控制、接线、参数及调试的特点。
关键词起重机;直接转矩控制;调试详述在冷轧薄板生产车间，由于产品对吊运过程的磕碰十分敏感，而且机组上、下钢卷对吊运定位准确要求非常严格。
这就要求吊运钢卷的桥式起重机的控制系统必须具备速度与转矩控制精确、动态响应快的特点。
在选用桥式起重机的控制系统时，综合考虑了现在先进且成熟的控制系统：pwm矢量控制系统及dtc系统。
经对比分析，最终选定具有dtc控制功能的abb公司的acs800系列变频器，并使用其最新控制软件的acc800提升机应用程序（+n652），以适应冷轧产品吊运的要求。
acs系列变频器在额定负载下可以长期平衡运转的最轻速度和最小速度之为1:10。
该变频器建有专用的抱闸编程掌控功能，可以通过编程对刹车逻辑展开设置，以确保抱闸的可信动作。
控制特点dtc的掌控特点：直接控制电机的转矩和磁通，不需要使用pwm控制中的调制器来控制频率和电压。
剔除了中间环节，提升了传动改变转矩的响应速度。
使用dtc控制，转矩响应时间在1ms～2ms，而带编码器的矢量控制和直流传动响应时间在10～20ms。
低速下的准确转矩掌控。
在没编码器或测距机的情况下，可实现零速八十转矩，即为在频率高于0.5hz的情况下提供更多100%的转矩。
dtc控制的电机静态速度精度高。
dtc系统的静态速度精度在0.1%～0.3%之间，而其它使用频率控制的pwm系统的静态速度精度在1%～3%之间。
dtc控制的传动如果使用1024p/r的编码器，速度精度可达0.01%。
dtc的开环动态速度精度在0.3%s～0.4%s之间，比其它的开环掌控的交流系统（精度在3%s左右）低8倍。