AB变频器在行车上的应用改造方案汇总
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
AB的变频器常用参数设置
变频器操作规程本工程中，大港泵站有两台变频器，其中一台为200KW（380V），一台为132KW（380V）；沿江泵站有一台变频器，为110KW（380V）。
上述变频器均选用美国AB公司生产的PowerFlex 700系列产品。
该系列产品如下：PowerFlex 700交流变频器提供了简捷实用的卓越性能，同时具有世界级性能的包装结构非常精巧。
PowerFlex 700交流变频器主要用于控制三相感应电动机，从最简单的速度控制到最苛刻的转矩控制，满足应用系统的要求。
它有两种配置方式：其中标准控制主要是电压/频率（V/f）控制和无速度传感器矢量控制；获得艾伦－布拉德利专利的Force TM技术主要是电压/频率控制、无速度传感器矢量控制和磁场定向控制。
PowerFlex700变频器采用最新的IGBT（绝缘栅双极型三极管）功率模块和高级的控制算法，以提供任何速度下的平稳的性能、超常的转矩，使电动机低噪声、高效率的运行。
可以设定获得专利的磁场定向矢量控制（Force），无速度传感器矢量控制或电压/频率控制(v/f），适用于各种场合的应用。
多种语言的液晶显示屏(LCD)操作面板(HIM)提供了S.M.A.R.T起动，简便快捷地让用户设置最常用的参数，使得用户不用深入地了解参数结构就可对变频器进行简单的设置。
新颖的书本式设计优化了屏柜空间，可以采用零距离堆放式或并排式安装变频器。
在环境温度高达50℃的情况下，仍允许变频器之间采用零间隙并排式安装而变频器不需降容。
标准的晶体管和可选的装配于变频器的制动电阻器提供性价比高的动态制动选择。
内置输入直流母线电抗器，不需要额外的安装空间就可以以减小谐波，提高功率因数。
内置EMC电磁兼容滤波器，不需要额外的安装空间就可以满足周围环境的电磁兼容标准要求。
内置共模输出滤波器，不需要额外的安装空间就可以降低电机的噪音。
内置通讯允许用户将变频器集成到制造过程中。
所有内部通讯选项的状态指示器在面板上都是可见的，易于设置和监视变频器的通讯。
与变频器技术在行车中的应用
PLC与变频器技术在行车中的应用摘要：可编程序控制器(PLC)是一种工业控制计算机，在现代工业过程控制中得到了广泛应用。
行车作为起重设备，在大多数生产企业中使用广泛，但传统的继电器控制系统和串级调速方式存在故障率高、调速精度差、重载起吊容易出现溜钩等问题，可靠性得不到保证。
本方案利用了西门子公司的S7-300 型PLC结合ABB公司ACS800变频器对15+5吨行车进行了改造，获得良好的技术性能和经济性能。
论文主体一引言：西门子公司的S7-300 型PLC，从功能上看可以执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。
体现出了良好的灵活性和通用性，具有抗干扰能力强、可靠性高，编程语言简单易学，与外部设备连接简单，使用方便，控制系统的设计、调试周期短等特点。
ABB公司的ACS800系列变频器是基于直接转矩控制的新一代交流调速设备，具有零速状态下的100%额定转矩输出能力，同时利用其自带的宏控制，可以在重载起重时避免溜钩现象的出现。
在吊钩下降过程中利用能耗制动回路的吸收可以避免因反电势过高对电机绕组的损坏。
利用该项技术对行车设备进行自动化改造，有着重要意义。
关键词：PLC 变频器行车控制改造备注；正转/反转选择，0=正转、1=反转。
加速/减速时间选择，0选择斜坡时间0，1选择斜坡时间1。
1 升降主电路升降主电路由三相交流电输入、主钩驱动变频器（ACS800-75KW）、副钩驱动变频器（ACS800-45KW）、吊钩电机、能耗制动单元等组成。
由于采用交---直---交变频器。
在负载自身重力下，制动时回路的能量不能送回电网，为限制泵升电压和负载下降时反电势的升高采用能耗制动单元。
2 大、小车主电路大、小车主电路由大车驱动变频器（ACS800-45KW）、小车驱动变频器、大车行走电机、小车行走电机、能耗制动单元等组成。
3 PLC控制电路选用西门子公司的S7-300 型PLC。
变频器在行车上的应用
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.
行车变频改造方案(DOC)
淮北市热电有限公司#1、#2行车变频改造方案编制：史拥军2013年3月8日淮北市热电有限公司#1行车变频器与PLC控制改造方案1 引言我公司#1行车是5T桥式抓斗行车，由操作台、运行机构和桥架组成的。
运行机构是由三个基本独立的拖动系统组成：1、大车拖动系统。
拖动整台桥式抓斗顺着车间做“横向”运动（以操作者的坐向为准），大车的行走由2 台11kW绕线电机牵引。
2、小车拖动系统。
拖动抓斗顺着桥架作“纵向”运动。
小车的行走由1台3.7kW的绕线电机牵引。
3、抓斗吊拖动系统。
拖动抓斗作吊起、放下的上下运动及抓斗的放开、闭合运动。
抓斗的升降绳和开闭绳各由1套卷扬机构操纵，卷扬机构的驱动电机为2台30kW绕线电机。
抓斗的所有电机都采用转子串电阻的方法启动和调速。
在抓斗的使用过程中存在以下问题：（1）由于采用转子串电阻的方法调速，机械振动大，行车不稳定，定位困难，抓斗摆动严重，容易造成机械设备的损坏。
转速随负荷变化，调速效果差，所串电阻因长期发热而使电能消耗较大，效率较低。
（2）抓斗的电机采用绕线电机，经常发生碳刷磨损严重、电机及转子绕线过热，造成维护量大。
另外，操作员在抓斗定位时，经常打反车，使电机产生过载现象，影响电机的使用寿命。
（3）由于抓取搬运工作的距离较近，电机处于频繁启动及变速状态，控制电机的时间继电器和交流接触器处于频繁动作状态，电气元件容易损坏。
（4）在抓取原煤后提升时，难以保证升降绳与开闭绳均匀受力，严重影响钢丝绳的使用寿命。
交流变频器调速已广泛应用到许多领域，而PLC可以实现输入、输出信号的数字化，利用编程能实现多种功能，由二者配合构成的数字控制系统，可大大改善原有的控制系统的功能，也可以解决桥式抓斗故障率高的问题。
2#1行车变频加PLC控制改造预期评估：（1）采用变频器及PLC对#1行车改造。
控制系统由于省去了切换转子电阻的交流接触器、串联电阻等电气元件，电气控制线路大为简化。
行车启动、制动、加速、减速等过程更加平稳快速，减少了负载波动，安全性大幅提高。
变频器在行车上的应用
ATV系列变频器在行车上的应用变频器在这类应用选型时一般放大一档使用，同时，一定要选择阻值和功率相匹配的能耗制动电阻。
ATV58变频器在葫芦吊上的应用除了能提供以上突出功能外，还有许多优点，如内置了输入滤波器、输入电抗器、制动单元等，体积小，空间紧凑。
三、ATV 系列变频器在行车上的应用 1. ATV58变频器在行车起升电动机中的应用 行车上主要传动部分有起升机构、大车和小车，起升机构根据额定负载吨位要求，选择的变频器大小各不相同，如在上海浦东金桥的VOLVO 工程机械有限公司车间，16吨的行车电动机为22kw，选择的ATV58变频器功率为30kw，大小车采用ATV28变频器控制，分别为7.5kw 和3.7kw。
起升电动机一般自身带机械抱闸机构，抱闸机构与电动机动作的时序配合十分重要，以往不采用变频器控制时，往往启动时电流和机械冲击很大，在时序配其次，要考虑到停机时锥形电动机的特殊性，完全可以靠弹簧力制动，因此，停车方式改为自由停车，即把控制菜单中的STT参数设为“Freelwheel stop”，变频器一旦接到停车命令，输出马上截止，电动机靠本身弹簧力制动。
另外在起重应用中，有一个参数必须事先检查的是传动菜单里的“brA”参数，该参数在起重应用中务必设为“No”，不能让变频器在电动机减速过程中自由地延长减速时间，否则，在重物下放过程中，可能会产生溜钩现象。
要求调速，这样就存在调速问题，普通变频器无法满足其启动性能的要求，出现的问题是启动时无法让电动机转子吸合到电动机工作位置，因而无法运行。
2. ATV58变频器的特殊应用功能 ATV58变频器考虑到锥形电动机的特殊性，专门开发了满足该电动机特殊要求的功能，很好地满足葫芦吊的调速应用。
只要在设计主回路时稍作修改，把变频器串到主回路上，利用变频器的逻辑多段速度输入端子，通过吊装按钮盒的按钮开关直接对电动机的速度进行调节。
而变频器本身出厂缺省设置无法满足该应用要求，首先在驱动菜单调整参数SPC,从“No”改为“Yes”，这样，调整菜单中的Ufr参数的调节范围从0-150%，改为0-800%，从而使启动时IR补偿量的调节范围放大，根据现场具体情况，调整Ufr值，使之满足锥形转子电动机的特殊要求。
PLC、变频器在行车系统中的应用(技师论文)
变频器、PLC在行车改造中应用单位名称：姓名：申报工种：申报级别：申报日期：变频器、PLC在行车改造中应用摘要：行车作为物料搬运系统中一种典型设备，在企业生产活动中应用广泛作用显著，因此对于提高行车的运行效率，确保运行的安全可靠性，降低物料搬运成本是十分重要。
针对行车正常使用和维护保养过程当中，出现的电能浪费、设备故障率高、电器元件损耗大的问题进行分析，并通过电气改造解决问题。
关键词：PLC 变频器电动机前言行车也称桥式起重机，主要用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备，它是由大车、小车、减速机、电动机、控制系统等设备构成。
我们公司是以生产模具为业务的企业，由于模具的重量重、形状特殊、精度高，搬运完全依赖于行车，因此它的运转情况直接影响到公司的正常生产，甚至涉及到工人的人身安全。
一、问题的出现因为生产需求，我公司在车间装配1台60吨和2台20吨起重量的行车，在使用过程当中经常出现相同问题：（1）起动电流过大，对电网冲击大；（2）机械设备使用寿命过短，电机连轴器、钢绳等机械易磨损；（3）接触器、继电器等电器元件的触头、线圈经常烧坏；（4）电动机故障率高。
而维修行车属于高空作业，极不方便，而且行车故障很大程度上影响了生产进度。
基于上述原因，公司派我对行车故障全面检查，进行改进。
二、故障检查与分析经过详细的检查、试验以及分析，产生故障的原因有5个方面：（1）拖动电动机容量大，起动时电流对电网冲击大，而且电动机一直在额定转矩下工作，电能浪费严重。
（2）行车升降、小车、大车起动、停止速度过快，而且都是惯性负载，机械冲击也较大，机械设备使用寿命缩短，操作人员的安全系数较差，设备运行可靠性较低。
（3）行车每天需进行大量的搬运工作，由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件交流接触器并通过继电器来接入和断开电动机转子上串接的电阻，切换十分频繁，在电流比较大的状态下，容易烧坏触头、线圈。
最新AB变频器在行车上的应用改造方案
——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。
内置EMC滤波器
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。
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。
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
变频器在行车上的应用
03 变频器在行车上的应用实 例
行车起吊重物的控制
总结词
通过变频器实现平稳起吊和下降，提高安全性。
详细描述
利用变频器的无级调速功能，可以精确控制行车的起吊和下降速度，有效避免 了因速度突变导致的重物晃动和冲击，提高了操作的稳定性和安全性。
行车速度的精确控制
总结词
实现行车的快速、准确响应，提高工作效率。
02
储存转换后的电能，起到缓冲作用。
逆变器
03
将直流电再转换为可调节的交流电，供给电动机使用。
变频器的调速原理
改变电源频率
通过改变供给电动机的电源频率，实现电动机转速的 调节。
改变电压
在改变频率的同时，通过改变电压来控制电动机的转 矩。
PWM控制技术
通过脉宽调制信号控制逆变器开关状态，实现电压和 频率的调节。
对行业的积极影响
促进技术进步
变频器的不断发展和应用将推动相关行业的 技术进步和创新，提高整个行业的竞争力和 水平。
节能减排
变频器的广泛应用将有助于节能减排，减少能源浪 费和环境污染，符合可持续发展的要求。
创造经济效益
变频器的应用将为企业带来经济效益，如降 低运行成本、提高生产效率等，促进企业的 可持续发展。
作业精度和安全性。
节能降耗
变频器能够根据实际需求调整 电机的输出功率，有效降低能 耗，节约能源成本。
延长设备使用寿命
变频器可以降低行车在启动和 制动过程中的机械冲击，延长 设备的使用寿命。
提高作业效率
变频器可以快速响应控制信号 ，提高行车的响应速度和作业
效率。
02 变频器的工作原理
变频器的组成
主电路
04 变频器在行车应用中的优 势与挑战
变频调速系统在行车卷扬机电气改造中的应用
变频调速系统在行车卷扬机电气改造中的应用陈 峰 (武钢港务公司,430081)摘要:通过分析武钢行车主卷扬设备电气系统存在的问题,制定了科学的改造方案—基于P LC的变频调速系统,并组织设计、选型、实施,降低了设备故障率,取得了显著的经济效益。
关键词:行车;变频器;无级调速;选型;容量的确定中图分类号:T N773;T U974 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2007)06-0054-030 前言行车是应用非常广泛的一种机电设备,它能否正常运行直接影响物流转运和生产任务的完成以及人身和设备的安全。
武钢港务公司三作业区现有10台行车,它主要担负着武钢钢材的外发任务,设备状态的好坏直接影响钢材外发的进度。
该厂行车都是在上世纪80年代建成,2003年以前一直都沿用的是传统的行车电气传动系统,尤其是主卷回路电气元件冗杂,各类电气故障频发,严重影响了生产。
1 原电气控制系统111 原理简介其主卷部分电路图如图1所示。
行车主卷起升机构有4挡,采用两级时间继电器自动切换电阻调速(分步短/断路1JS C、2JSC、3JSC、4JS C)。
下降机构共有5挡,1～4挡为能耗制动,定子交流回路断开,1DZC、2DZ C得电后将直流电接入到定子线圈中:此时,将第1挡1-3JSC接电,短路掉三路电阻;第2挡3JS C断电,主卷电机转子又接进一路电阻,电机下降速度增加;第3、4挡2JS C、1JS C陆续断电,电机下降速度进一步增加。
最后一挡能耗断开,电机转子电阻全部切除(常接的软化电阻除外),电机过渡到发电运行状态,下降速度达到超同步转速的快速下降。
112 存在问题这种传统的主卷电气传动系统,其控制回路都是纯硬电路(接触器、继电器组合回路),而电机调速采用的是绕线式电机串电阻调速方案(有级调速)。
其主要缺点如下:图1 主卷控制电路图a.电机转子串电阻调速属能耗型转差调速,机械特性软,调速范围小;b.控制回路操作频繁,冲击电流大,接触器触头易烧损,滑环炭刷易磨损,致使电器元件的使用寿命大大缩短;c.有级调速,平滑性差,对机械的冲击大,影响整机使用寿命;d.低速运行时能耗大,转子回路能量消耗严重,不利于节能生产;e.转子电阻散热量大,极易烧坏,对仓内电气屏元器件寿命有影响。