變頻器的六大調(diào)速方法

1、電動(dòng)機(jī)知識(shí)變頻器的六大調(diào)速方法 1.變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，特點(diǎn)如下：具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好；無轉(zhuǎn)差損耗，效率高；接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低；有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速；可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。本方法適用于不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等。二、1方法變頻調(diào)速是改變電動(dòng)機(jī)定子電源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流-直流-交流變頻器和交流-交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)

2、大都使用交-直-交變頻器。其特點(diǎn)：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)；調(diào)速范圍大，特性硬，精度高；技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。本方法適用于要求精度高、調(diào)速性能較好場(chǎng)合。變頻調(diào)速分為基頻以下調(diào)速和基頻以上調(diào)速，基頻以下調(diào)速屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式，基頻以上調(diào)速屬于恒功率調(diào)速方式。2.串級(jí)調(diào)速方法串級(jí)調(diào)速是指繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速的目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用方式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速形

3、式，多采用晶閘管串級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為：可將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高；裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，適用于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速70%-90%的生產(chǎn)機(jī)械上；調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)；晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。本方法適合于風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。變頻器調(diào)速原理及調(diào)速方法3.繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低。此方法設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消耗在電阻上。屬有級(jí)調(diào)速，機(jī)械特性較軟。4.定子調(diào)壓調(diào)

4、速方法當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)的定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)，如調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電動(dòng)機(jī)上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速在2：1以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。晶閘管調(diào)壓方式為最佳。調(diào)壓調(diào)速的特點(diǎn)：調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗

5、在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低。調(diào)壓調(diào)速一般適用于100KW以下的生產(chǎn)機(jī)械。5.電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速方法電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)由籠型電動(dòng)機(jī)、電磁轉(zhuǎn)差離合器和直流勵(lì)磁電源(控制器)三部分組成。直流勵(lì)磁電源功率較小，通常由單相半波或全波晶閘管整流器組成，改變晶閘管的導(dǎo)通角，可以改變勵(lì)磁電流的大小。電磁轉(zhuǎn)差離合器由電樞、磁極和勵(lì)磁繞組三部分組成。電樞和后者沒有機(jī)械了解，都能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。電樞與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子同軸聯(lián)接稱主動(dòng)部分，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)；磁極用聯(lián)軸節(jié)與負(fù)載軸對(duì)接稱從動(dòng)部分。當(dāng)電樞與磁極均為靜止時(shí)，如勵(lì)磁繞組通以直流，則沿氣隙圓周表面將形成若干對(duì)N、S極性交替的磁極，其磁通經(jīng)過電樞。當(dāng)電樞隨拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于電樞與磁極間

6、相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因而使電樞感應(yīng)產(chǎn)生渦流，此渦流與磁通相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)有磁極的轉(zhuǎn)子按同一方向旋轉(zhuǎn)，但其轉(zhuǎn)速恒低于電樞的轉(zhuǎn)速N1，這是一種轉(zhuǎn)差調(diào)速方式，變動(dòng)轉(zhuǎn)差離合器的直流勵(lì)磁電流，便可改變離合器的輸出轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特點(diǎn)：裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維修方便；調(diào)速平滑、無級(jí)調(diào)速；對(duì)電網(wǎng)無諧影響；速度失大、效率低。本方法適用于中、小功率，要求平滑動(dòng)、短時(shí)低速運(yùn)行的生產(chǎn)機(jī)械。6.液力耦合器調(diào)速方法液力耦合器是一種液力傳動(dòng)裝置，一般由泵輪和渦輪組成，它們統(tǒng)稱工作輪，放在密封殼體中。殼中充入一定量的工作液體，當(dāng)泵輪在原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，處于其中的液體受葉片推動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下

7、沿著泵輪外環(huán)進(jìn)入渦輪時(shí)，就在同一轉(zhuǎn)向上給渦輪葉片以推力，使其帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。液力耦合器的動(dòng)力轉(zhuǎn)輸能力與殼內(nèi)相對(duì)充液量的大小是一致的。在工作過程中，改變充液率就可以改變耦合器的渦輪轉(zhuǎn)速，作到無級(jí)調(diào)速，其特點(diǎn)為：功率適應(yīng)范圍大，可滿足從幾十千瓦至數(shù)千千瓦不同功率的需要；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，使用及維修方便，且造價(jià)低；尺寸小，能容大；控制調(diào)節(jié)方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本方法適用于風(fēng)機(jī)、水泵的調(diào)速。·變頻器主電路的接線·信號(hào)隔離器在變頻器諧波干擾防治實(shí)例·關(guān)于電動(dòng)機(jī)的4個(gè)常識(shí)·變頻器瞬停再起動(dòng)運(yùn)行方式·應(yīng)如何選擇及使用西門子變頻器·變頻器按照工

8、作原理進(jìn)行分類·變頻器頻率跨跳、過負(fù)載率及電動(dòng)機(jī)參數(shù)·變頻器調(diào)速是電機(jī)調(diào)速方式中的最佳選擇·高壓變頻器維修的切換·變頻器控制系統(tǒng)過電流故障診斷分析·淺析變頻器的低頻特性·基于DSP的礦用電機(jī)車DTC控制方法的研究·三相異步電動(dòng)機(jī)（一）·不同負(fù)載時(shí)變頻器的選擇Domain:bbb:/aaashenzhendianjiaaa 直流減速電機(jī) More:2saffa·電工技能實(shí)習(xí)指導(dǎo)書class·三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理·變頻器按直流電源的性質(zhì)分類·美國(guó)派克PARKER液壓泵性能實(shí)驗(yàn)

9、·電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)的劃分·變頻器調(diào)速的基本概念及其作用原理·變頻器負(fù)載匹配辦法·變頻器常見的錯(cuò)誤處理·矢量變頻器的直接轉(zhuǎn)矩控制·感應(yīng)電機(jī)·變頻器維修怎樣處理過電壓保護(hù)OUd·變頻器控制電動(dòng)機(jī)停車制動(dòng)方式·電工比武實(shí)踐試題·利用PLC管理變頻器處理機(jī)械故障·正確使用變頻器·變頻器的轉(zhuǎn)差頻率控制方式匿名 隨著起重機(jī)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)控制技術(shù)難以滿足起重機(jī)越來越高的調(diào)速和控制要求。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，起重機(jī)與電子技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，如采用PLC取代繼電器進(jìn)行邏輯控制，交流變頻

10、調(diào)速裝置取代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式等。在選型對(duì)比基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置采用了先進(jìn)的變頻調(diào)速方案，變頻器最終選型為ABB變頻器ACS800，電動(dòng)機(jī)選用專用鼠籠變頻電動(dòng)機(jī)。在眾多交流變頻調(diào)速裝置中，ABB變頻器以其性能的穩(wěn)定性，選件擴(kuò)展功能的豐富性，編程環(huán)境的靈活性，力矩特性的優(yōu)良性和在不同場(chǎng)合使用的適應(yīng)性，使其在變頻器高端市場(chǎng)中占有相當(dāng)重要的地位。ACC800變頻器是ACS800系列中具有提升機(jī)應(yīng)用程序的重要一員，它在全功率范圍內(nèi)統(tǒng)一使用了相同的控制技術(shù)，例如起動(dòng)向?qū)?，自定義編程，DTC控制等，非常適合作為起重機(jī)主起升變頻器使用。本文結(jié)合南京梅山冶金發(fā)展XXX設(shè)備分公司所負(fù)責(zé)維修

11、管理的寶鋼集團(tuán)梅鋼冷軋廠27臺(tái)橋式起重機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，詳細(xì)介紹ACC800變頻器在起重機(jī)主起升中的應(yīng)用。1DTC控制技術(shù)DTC（直接轉(zhuǎn)矩控制，DirectTorqueControl）技術(shù)是ACS800變頻器的核心技術(shù)，是交流傳動(dòng)系統(tǒng)的高性能控制方法之一，它具有控制算法簡(jiǎn)單，易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)和魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。其實(shí)質(zhì)是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下建立異步電動(dòng)機(jī)空間矢量數(shù)學(xué)模型，通過測(cè)量三相定子電壓和電流（或中間直流電壓）直接計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的實(shí)際值，并與給定轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行比較，開關(guān)邏輯單元根據(jù)磁鏈比較器和轉(zhuǎn)矩比較器的輸出選擇合適的逆變器電壓矢量（開關(guān)狀態(tài)）。定子給定磁鏈和對(duì)應(yīng)的電磁

12、轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值，可以用定子電壓和電流測(cè)量值直接計(jì)算得到。在計(jì)算中，只需要一個(gè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)定子電阻，這一點(diǎn)和幾乎需要全部電動(dòng)機(jī)參數(shù)的直接轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制（矢量控制）形成了鮮明對(duì)比，極大地減輕了微處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)，提高了運(yùn)算速度。直接轉(zhuǎn)矩控制結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)（不大于5ms）。2防止溜鉤控制作為起重用變頻系統(tǒng)，其控制重點(diǎn)之一是在電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)的可靠性（"回饋"是指電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)通過逆變橋向變頻器中間直流回路注入電能），尤其需要引起注意的是主起升機(jī)構(gòu)的防止溜鉤控制。溜鉤是指在電磁制動(dòng)器抱住之前和松開之后的瞬間，極易發(fā)生重物由停止?fàn)顟B(tài)出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象

13、。電磁制動(dòng)器從通電到斷電（或從斷電到通電）需要的時(shí)間大約為016s（視起重機(jī)型號(hào)和起重量大小而定），變頻器如過早停止輸出，將容易出現(xiàn)溜鉤，因此變頻器必須避免在電磁制動(dòng)器抱閘的情況下輸出較高頻率，以免發(fā)生"過流"而跳閘的誤動(dòng)作。防止溜鉤現(xiàn)象的方法是利用變頻器零速全轉(zhuǎn)矩功能和直流制動(dòng)勵(lì)磁功能。零速全轉(zhuǎn)矩功能，即變頻器可以在速度為零的狀態(tài)下，保持電動(dòng)機(jī)有足夠大的轉(zhuǎn)矩，從而保證起重設(shè)備在速度為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)能夠使重物在空中停止，直到電磁制動(dòng)器將軸抱住為止，以防止溜鉤的發(fā)生。直流制動(dòng)勵(lì)磁功能，即變頻器在起動(dòng)之前自動(dòng)進(jìn)行直流強(qiáng)勵(lì)磁，使電動(dòng)機(jī)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，維持重物在空中的停止?fàn)顟B(tài)，以

14、保證電磁制動(dòng)器在釋放過程中不會(huì)發(fā)生溜鉤。3系統(tǒng)硬件配置梅鋼冷軋橋式起重機(jī)上應(yīng)用的ACS800變頻器調(diào)速系統(tǒng)由電控柜，大小車變頻控制柜，起升變頻控制柜，聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)等組成。主起升采用1臺(tái)ACC800變頻器驅(qū)動(dòng)1臺(tái)起升專用電動(dòng)機(jī)，并在電動(dòng)機(jī)軸尾安裝1臺(tái)速度編碼器，做速度反饋用。該速度編碼器用來提高低速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)模型的速度和轉(zhuǎn)矩計(jì)算精度，保證轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證，開閉閘等功能。主起升采用斬波器加制動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能，斬波器與制動(dòng)電阻串聯(lián)后接入變頻器整橋與逆變橋之間的直流回路中，并由變頻器根據(jù)中間直流回路電壓高低控制斬波器接通與否（即控制制動(dòng)電阻的投切）。變頻器配有RPBA201接口卡件，提供標(biāo)準(zhǔn)的Profibu

15、s2DP現(xiàn)場(chǎng)總線接口，用于與PLC通信控制，并接收PLC發(fā)來的開，停車命令和速度設(shè)定值等控制參數(shù)。4起升變頻器功能參數(shù)設(shè)置ABB變頻器在出廠時(shí)，所有功能碼都已設(shè)置。但是，起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的要求與工廠設(shè)定值不盡相同，所以，ACC800中一些重要的功能參數(shù)需要重新設(shè)定。（1）起動(dòng)數(shù)據(jù)（參數(shù)組99）參數(shù)99102（用于提升類傳動(dòng)，但不包括主/從總線通信功能）：CRANE；參數(shù)99104（電動(dòng)機(jī)控制模式）：DTC（直接轉(zhuǎn)矩控制）；參數(shù)9910599109（電動(dòng)機(jī)常規(guī)銘牌參數(shù)）：按照電動(dòng)機(jī)的銘牌參數(shù)輸入。（2）數(shù)字輸入（參數(shù)組10）參數(shù)1010110113（數(shù)字輸入接口預(yù)置參數(shù)）：按照變頻器外圍接口定

16、義進(jìn)行設(shè)置，限于篇幅，不再贅述。（3）限幅（參數(shù)組20）參數(shù)20101（運(yùn)行范圍的最小速度）：-1000 r/min（根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定）；參數(shù)20102（運(yùn)行范圍的最大速度）：1000r/min（根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定）；參數(shù)20103（最大輸出電流）：120%；參數(shù)20104（最大正輸出轉(zhuǎn)矩）：150%；參數(shù)20104（最大負(fù)輸出轉(zhuǎn)矩）：-150%；參數(shù)20106（直流過壓控制器參數(shù)）：OFF（本例中ACC800變頻器使用了動(dòng)力制動(dòng)方式，此參數(shù)設(shè)為OFF后，制動(dòng)斬波器才能投入運(yùn)行）。（4）脈沖編碼器（參數(shù)組50）參數(shù)50101（脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)）：1024；參數(shù)50103（

17、編碼器故障）：FAULT（如果監(jiān)測(cè)到編碼器故障或編碼器通信失敗時(shí)，ACC800變頻器顯示故障并停機(jī)）。（5）提升機(jī)（參數(shù)組64）參數(shù)64101（獨(dú)立運(yùn)行選擇）：FALSE；64103（高速值1）：98%；64106（給定曲線形狀）：0（直線）；參數(shù)64110（控制類型選擇）：FBJOYSTICK.（6）邏輯處理器（參數(shù)組65）參數(shù)65101（電動(dòng)機(jī)停止后是否保持電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)選擇）：TRUE（在電動(dòng)機(jī)停止后保持電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)為"ON"）；參數(shù)65102（ON脈沖延時(shí)時(shí)間）：5s.（7）轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證（參數(shù)組66）參數(shù)66101（轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證選擇）：TRUE（轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證有效，要求有脈沖編碼器）。

18、（8）機(jī)械制動(dòng)控制（參數(shù)組67）參數(shù)67106（相對(duì)零速值）：3%；參數(shù)67109（起動(dòng)轉(zhuǎn)矩選擇器）：AUTOTQMEM（自動(dòng)轉(zhuǎn)矩記憶）。（9）給定處理器（參數(shù)組69）參數(shù)69101（對(duì)應(yīng)100%給定設(shè)置電動(dòng)機(jī)速度）：980r/min（根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定）；參數(shù)69102（正向加速時(shí)間）：3s；參數(shù)69103（反向加速時(shí)間）：3s；參數(shù)69104（正向減速時(shí)間）：3s；參數(shù)69105（反向減速時(shí)間）：3s.（10）可選模塊（參數(shù)組98）參數(shù)98101（脈沖編碼器模塊選擇）：RTAC2 SLOT2（脈沖編碼器模塊類型為RTAC，連接接口為傳動(dòng)控制單元的選件插槽2）；參數(shù)98102（通信模

19、塊選擇）：FIELDBUS（激活外部串行通信并選擇外部串行通信接口）。5試運(yùn)行變頻調(diào)速系統(tǒng)的功能參數(shù)設(shè)定完后，就可進(jìn)行系統(tǒng)試運(yùn)行。應(yīng)先在變頻器操作盤上進(jìn)行速度給定，手動(dòng)起動(dòng)變頻器，讓起升電動(dòng)機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，并且這種試運(yùn)行可以在5，10，15，20，25，35，50Hz等幾個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行，注意觀察電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否正確，轉(zhuǎn)速是否平穩(wěn)，顯示數(shù)據(jù)是否正確，溫升是否正常，加減速是否平滑等。單臺(tái)變頻器試運(yùn)行正確后，再接入脈沖編碼器模塊進(jìn)行速度閉環(huán)調(diào)試，試運(yùn)行起升機(jī)構(gòu)變頻調(diào)速系統(tǒng)。起升變頻器手動(dòng)運(yùn)行無誤后，就可接入PLC控制系統(tǒng)，進(jìn)行整機(jī)聯(lián)調(diào)。整機(jī)聯(lián)調(diào)中，關(guān)鍵要注意觀察變頻器起動(dòng)與停止時(shí)，主起升機(jī)械制

20、動(dòng)器的開閉反應(yīng)是否快速，鉤頭是否存在溜鉤現(xiàn)象等。其次還要注意觀察鉤頭在下降過程中，制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻投運(yùn)后，其溫升是否正常。在重物下放過程中，重物的勢(shì)能會(huì)釋放出來，此時(shí)電動(dòng)機(jī)將工作在反向發(fā)電狀態(tài)。在鉤頭下降過程中，電動(dòng)機(jī)通過逆變橋向變頻器中間直流回路充電，當(dāng)直流回路的電壓高于變頻器系統(tǒng)設(shè)定值時(shí)，變頻器控制斬波器接通，進(jìn)而使制動(dòng)電阻投入工作，以消耗變頻器中間直流回路多余的電能，確保變頻器中間直流回路電壓穩(wěn)定在一個(gè)特定電壓范圍內(nèi)。隨著起重機(jī)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)控制技術(shù)難以滿足起重機(jī)越來越高的調(diào)速和控制要求。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，起重機(jī)與電子技術(shù)的結(jié)合越來越緊密，如采用PLC取代繼電器進(jìn)行邏輯控制，

21、交流變頻調(diào)速裝置取代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的調(diào)速方式等。在選型對(duì)比基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置采用了先進(jìn)的變頻調(diào)速方案，變頻器最終選型為ABB變頻器ACS800，電動(dòng)機(jī)選用專用鼠籠變頻電動(dòng)機(jī)。在眾多交流變頻調(diào)速裝置中，ABB變頻器以其性能的穩(wěn)定性，選件擴(kuò)展功能的豐富性，編程環(huán)境的靈活性，力矩特性的優(yōu)良性和在不同場(chǎng)合使用的適應(yīng)性，使其在變頻器高端市場(chǎng)中占有相當(dāng)重要的地位。ACC800變頻器是ACS800系列中具有提升機(jī)應(yīng)用程序的重要一員，它在全功率范圍內(nèi)統(tǒng)一使用了相同的控制技術(shù)，例如起動(dòng)向?qū)?，自定義編程，DTC控制等，非常適合作為起重機(jī)主起升變頻器使用。本文結(jié)合南京梅山冶金發(fā)展XXX設(shè)備分公司所

22、負(fù)責(zé)維修管理的寶鋼集團(tuán)梅鋼冷軋廠27臺(tái)橋式起重機(jī)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，詳細(xì)介紹ACC800變頻器在起重機(jī)主起升中的應(yīng)用。1DTC控制技術(shù)DTC（直接轉(zhuǎn)矩控制，DirectTorqueControl）技術(shù)是ACS800變頻器的核心技術(shù)，是交流傳動(dòng)系統(tǒng)的高性能控制方法之一，它具有控制算法簡(jiǎn)單，易于數(shù)字化實(shí)現(xiàn)和魯棒性強(qiáng)的特點(diǎn)。其實(shí)質(zhì)是利用空間矢量坐標(biāo)的概念，在定子坐標(biāo)系下建立異步電動(dòng)機(jī)空間矢量數(shù)學(xué)模型，通過測(cè)量三相定子電壓和電流（或中間直流電壓）直接計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的實(shí)際值，并與給定轉(zhuǎn)矩和磁鏈進(jìn)行比較，開關(guān)邏輯單元根據(jù)磁鏈比較器和轉(zhuǎn)矩比較器的輸出選擇合適的逆變器電壓矢量（開關(guān)狀態(tài)）。定子給定磁鏈和對(duì)

23、應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值，可以用定子電壓和電流測(cè)量值直接計(jì)算得到。在計(jì)算中，只需要一個(gè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)定子電阻，這一點(diǎn)和幾乎需要全部電動(dòng)機(jī)參數(shù)的直接轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制（矢量控制）形成了鮮明對(duì)比，極大地減輕了微處理器的計(jì)算負(fù)擔(dān)，提高了運(yùn)算速度。直接轉(zhuǎn)矩控制結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)（不大于5ms）。2防止溜鉤控制作為起重用變頻系統(tǒng)，其控制重點(diǎn)之一是在電動(dòng)機(jī)處于回饋制動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)的可靠性（"回饋"是指電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)時(shí)通過逆變橋向變頻器中間直流回路注入電能），尤其需要引起注意的是主起升機(jī)構(gòu)的防止溜鉤控制。溜鉤是指在電磁制動(dòng)器抱住之前和松開之后的瞬間，極易發(fā)生重物由停止?fàn)顟B(tài)出現(xiàn)下

24、滑的現(xiàn)象。電磁制動(dòng)器從通電到斷電（或從斷電到通電）需要的時(shí)間大約為016s（視起重機(jī)型號(hào)和起重量大小而定），變頻器如過早停止輸出，將容易出現(xiàn)溜鉤，因此變頻器必須避免在電磁制動(dòng)器抱閘的情況下輸出較高頻率，以免發(fā)生"過流"而跳閘的誤動(dòng)作。防止溜鉤現(xiàn)象的方法是利用變頻器零速全轉(zhuǎn)矩功能和直流制動(dòng)勵(lì)磁功能。零速全轉(zhuǎn)矩功能，即變頻器可以在速度為零的狀態(tài)下，保持電動(dòng)機(jī)有足夠大的轉(zhuǎn)矩，從而保證起重設(shè)備在速度為零時(shí)，電動(dòng)機(jī)能夠使重物在空中停止，直到電磁制動(dòng)器將軸抱住為止，以防止溜鉤的發(fā)生。直流制動(dòng)勵(lì)磁功能，即變頻器在起動(dòng)之前自動(dòng)進(jìn)行直流強(qiáng)勵(lì)磁，使電動(dòng)機(jī)有足夠大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，維持重物在空中的停止

25、狀態(tài)，以保證電磁制動(dòng)器在釋放過程中不會(huì)發(fā)生溜鉤。3系統(tǒng)硬件配置梅鋼冷軋橋式起重機(jī)上應(yīng)用的ACS800變頻器調(diào)速系統(tǒng)由電控柜，大小車變頻控制柜，起升變頻控制柜，聯(lián)動(dòng)控制臺(tái)等組成。主起升采用1臺(tái)ACC800變頻器驅(qū)動(dòng)1臺(tái)起升專用電動(dòng)機(jī)，并在電動(dòng)機(jī)軸尾安裝1臺(tái)速度編碼器，做速度反饋用。該速度編碼器用來提高低速狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)模型的速度和轉(zhuǎn)矩計(jì)算精度，保證轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證，開閉閘等功能。主起升采用斬波器加制動(dòng)電阻實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能，斬波器與制動(dòng)電阻串聯(lián)后接入變頻器整橋與逆變橋之間的直流回路中，并由變頻器根據(jù)中間直流回路電壓高低控制斬波器接通與否（即控制制動(dòng)電阻的投切）。變頻器配有RPBA201接口卡件，提供標(biāo)準(zhǔn)的Pro

26、fibus2DP現(xiàn)場(chǎng)總線接口，用于與PLC通信控制，并接收PLC發(fā)來的開，停車命令和速度設(shè)定值等控制參數(shù)。4起升變頻器功能參數(shù)設(shè)置ABB變頻器在出廠時(shí)，所有功能碼都已設(shè)置。但是，起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的要求與工廠設(shè)定值不盡相同，所以，ACC800中一些重要的功能參數(shù)需要重新設(shè)定。（1）起動(dòng)數(shù)據(jù)（參數(shù)組99）參數(shù)99102（用于提升類傳動(dòng)，但不包括主/從總線通信功能）：CRANE；參數(shù)99104（電動(dòng)機(jī)控制模式）：DTC（直接轉(zhuǎn)矩控制）；參數(shù)9910599109（電動(dòng)機(jī)常規(guī)銘牌參數(shù)）：按照電動(dòng)機(jī)的銘牌參數(shù)輸入。（2）數(shù)字輸入（參數(shù)組10）參數(shù)1010110113（數(shù)字輸入接口預(yù)置參數(shù)）：按照變頻器外

27、圍接口定義進(jìn)行設(shè)置，限于篇幅，不再贅述。（3）限幅（參數(shù)組20）參數(shù)20101（運(yùn)行范圍的最小速度）：-1000 r/min（根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定）；參數(shù)20102（運(yùn)行范圍的最大速度）：1000r/min（根據(jù)實(shí)際電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定）；參數(shù)20103（最大輸出電流）：120%；參數(shù)20104（最大正輸出轉(zhuǎn)矩）：150%；參數(shù)20104（最大負(fù)輸出轉(zhuǎn)矩）：-150%；參數(shù)20106（直流過壓控制器參數(shù)）：OFF（本例中ACC800變頻器使用了動(dòng)力制動(dòng)方式，此參數(shù)設(shè)為OFF后，制動(dòng)斬波器才能投入運(yùn)行）。（4）脈沖編碼器（參數(shù)組50）參數(shù)50101（脈沖編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)）：1024；參數(shù)50103（編碼器故障）：FAULT（如果監(jiān)測(cè)到編碼器故障或編碼器通信失敗時(shí)，ACC800變頻器顯示故障并停機(jī)）。（5）提升機(jī)（參數(shù)組64）參數(shù)64101（獨(dú)立運(yùn)行選擇）：FALSE；64103（高速值1）：98%；64106（給定曲線形狀）：0（直線）；參數(shù)64110（控制類型選擇）：FBJOYSTICK.（6）邏輯處理器（參數(shù)組65）參數(shù)65101（電動(dòng)機(jī)停止后是否保持電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)選擇）：TRUE（在電動(dòng)機(jī)停止后保持電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)為"ON"）；參數(shù)65102（O