匯川變頻器在起重機控制中的應用
引言：近兩年我公司在起重機的控制系統(tǒng)中用了一百多臺匯川MD320系列變頻器。匯川變頻器以優(yōu)越的性價比、良好的技術(shù)支持、完善的售后服務(wù)體系受到用戶的好評與青睞。本文介紹其中一臺起重機控制系統(tǒng)變頻器的應用與參數(shù)設(shè)置及在起重機應用中的注意事項。
關(guān)鍵詞：起重機、匯川變頻器、無速度矢量模式
1 起重機電機參數(shù)與變頻器選型
1.1 起重機主要參數(shù)：跨度：40米，起重量：60噸，起升高度：20米。要求各機構(gòu)全部采用變頻調(diào)速。
1.2 大車走行電機參數(shù)如下：
單臺額定功率：4.0KW 電機數(shù)量：四臺
單臺額定電流：9.2A 額定頻率速度：15米/分鐘
要求速度：0～20米/分鐘
1.3 小車走行電機參數(shù)如下：
單臺額定功率：2.2KW 電機數(shù)量：兩臺
單臺額定電流：5.6A 額定頻率速度：10米/分鐘
要求速度：0～10米/分鐘
1.4 卷揚機電機參數(shù)如下：
單臺額定功率：30KW 電機數(shù)量：一臺
單臺額定電流：63.4A 額定頻率速度：2.35米/分鐘
要求速度：0～3.0米/分鐘
1.5 變頻器的選擇：
大車走行和小車走行兩個平移機構(gòu)采用一拖多的方式，設(shè)置V/F控制方式。根據(jù)電機總電流并留有一定余量的原則，選擇大車走行變頻器型號為MD320T22GB；小車走行變頻器型號為MD320T7.5G；
卷揚機升降機構(gòu)采用一拖一的方式，設(shè)置無速度傳感器適量控制方式（SVC）。選擇變頻器型號為MD320T37G。
2 變頻器參數(shù)設(shè)置注意事項 詳細設(shè)置參數(shù)見下表。
2.1 根據(jù)現(xiàn)場測試經(jīng)驗，變頻器的加減速時間設(shè)置為3～6秒比較合適，時間太短，容易出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，太長則不容易定位；
2.2 停機方式應該設(shè)置為自由停車，在減速停機方式下，機構(gòu)撞到極限限位開關(guān)后，容易出現(xiàn)越過限位的可能；
2.3 在起重機控制中一定要啟用F8-18的啟動保護功能，即零位保護功能，否則在停電后突然來電，功能手柄沒有在零位的情況下，會出現(xiàn)突然自動運行，造成危害；
2.4 在有些施工現(xiàn)場，往往電壓比較低，出現(xiàn)大小車正運行時，卷揚機啟動或周圍突增其他用電負荷，變頻器進入欠壓保護。對于大小車平移機構(gòu)可以啟用F9-07的瞬停不停功能，一般就可以解決。但是對于卷揚機這種位能負載，絕對不能使用該功能，在吊重過程中，容易出現(xiàn)負載突然下墜的可能，因為維持轉(zhuǎn)矩太小，而頻率又沒有降到制動頻率以下。必須要求現(xiàn)場增加供電容量，或采取減小電壓損失的其他方法，保證供電質(zhì)量。
2.5 起重機卷揚機的調(diào)速精度要求不高，設(shè)置為無速度傳感器適量控制方式完全能滿足要求，但必須要進行調(diào)諧，一般靜調(diào)諧即可，否則變頻器會出現(xiàn)無規(guī)律的故障報警。
起重機：型號：QLH6040-20
序 號 功能標號 功能名稱 大車 小車 卷揚機 備注
1 MD320T22GB MD320T7.5G MD320T37G 變頻器型號
2 F0-01 控制方式 2 2 0
3 F0-02 命令源選擇 1 1 1
4 F0-03 主頻率源X選擇 2 2 2
5 F0-04 輔助頻率源Y選擇 6
6 F0-07 頻率源選擇 2 主X+輔Y切換
7 F0-10 最大頻率 70Hz 50Hz 65Hz
8 F0-12 上限頻率 70Hz 50Hz 65HZ
9 F0-17 加速時間1 4S 4S 4S
10 F0-18 減速時間1 4S 4S 4S
11 F1-11 調(diào)諧選擇 1 靜止調(diào)諧
12 F4-00 DI1端子功能選擇 1 1 1 正轉(zhuǎn)運行
13 F4-01 DI2端子功能選擇 2 2 2 反轉(zhuǎn)運行
14 F4-02 DI3端子功能選擇 12 多段速端子1
15 F4-03 DI4端子功能選擇 13 多段速端子2
16 F4-04 DI5端子功能選擇 14 多段速端子4
17 F4-05 DI6端子功能選擇 18 頻率源切換
18 F5-02 Y1功能 2 2 2 故障
19 F5-03 Y2功能 3 3 3 FDT輸出
20 F8-18 啟動保護 1 1 1
21 F8-19 FDT電平 2HZ 2HZ 4HZ
22 FC-01 多段速1 16HZ 5米/分鐘
23 FC-02 多段速2 33HZ 10米/分鐘
24 FC-04 多段速4 50HZ 15米/分鐘
25 F6-10 停機方式 1 1 1 自由停車
26 F9-07 瞬停不停功能 1 1 0
27
2.6 有關(guān)變頻器與機械制動的配合設(shè)置。一般設(shè)置好F8-19的頻率檢測值（FDT電平）即可，根據(jù)使用經(jīng)驗，水平平移運行機構(gòu)設(shè)置為2赫茲，提升機構(gòu)設(shè)置為4赫茲。需要指出的是，為安全可靠，提升機構(gòu)必須做靜載、動載試驗。靜載試驗方法：吊起1.25倍的額定載荷，離開地面10～20公分，停車不應該有溜鉤現(xiàn)象（此處指的是機械制動動作之前）；動載試驗方法：吊起1.10倍的額定載荷，離開地面10～20公分，停車穩(wěn)定后再提升時，不應該有溜鉤現(xiàn)象。以上若有溜鉤現(xiàn)象，需要適當提高FDT值，直到不溜鉤為止。同時以不溜鉤為前提，F(xiàn)DT值越小越好。以上試驗反復三次合格為準。該試驗做好，能夠充分發(fā)揮變頻器的性能，同時也能避免溜鉤的安全事故。
該控制系統(tǒng)在天津天達公司的使用現(xiàn)場，，一次調(diào)試合格。得到用戶肯定。
3 變頻器在起重機控制應用中的幾點體會
3.1 關(guān)于制動組件的配置
提升機構(gòu)設(shè)置制動組件是常識問題，往往不會出現(xiàn)問題。平移機構(gòu)是否設(shè)置制動組件，常常被忽略，造成現(xiàn)場使用出現(xiàn)諸多問題。主要是三點，一是起重機的自重和起重量量大，停車慣性比較大，出現(xiàn)停機減速過電流故障；二是起重機在海邊或風阻大的現(xiàn)場使用，出現(xiàn)恒速過電流或停機減速過電流故障；三是走行軌道不可能水平，在下坡運行，出現(xiàn)恒速過電流或停機減速過電流故障。所以建議平移機構(gòu)的變頻器也必須設(shè)置制動組件。匯川變頻器30KW以下均可以內(nèi)置制動單元，只要配置制動電阻就可。30KW以上的變頻器按照變頻器用戶手冊中的制動組件選型表配置。
3.2 關(guān)于抗干擾問題
變頻器在起重機的控制中，如果沒有設(shè)備間同步的問題，調(diào)速以模擬量無級調(diào)速最好，調(diào)速平穩(wěn)，沖擊最小。但干擾源容易通過模擬量進入控制系統(tǒng)，典型的現(xiàn)象是減速停機過程中出現(xiàn)頻率抖動，造成起重機整體晃動。解決的方法，將模擬量信號的屏蔽層由原接在PE端，改接在GND上，即可消除。請同行遇到該問題不妨一試。
3.3 變頻器容量的選擇確定
在變頻器一拖多的情況下，選擇變頻器一定要按照電流的原則確定，比如該起重機的大車走行中，單臺電機4KW，四臺電機16KW，選用18.5KW變頻器好象還有余量，但單臺電機的額定電流是9.2A，總電流應該是36.8A，而18.5KW變頻器的額定輸出電流是37.0A。已經(jīng)沒有多少余量了，所以選擇22KW變頻器應該是比較合理的。
結(jié)束語
匯川變頻器在我公司起重機控制系統(tǒng)中的應用，已經(jīng)占據(jù)主導地位，產(chǎn)品范圍從起重量幾十噸直到四百五十噸，完全替代了進口品牌。實踐證明，匯川變頻器的性能完全能滿足起重機控制系統(tǒng)的使用要求。
關(guān)鍵詞：起重機、匯川變頻器、無速度矢量模式
1 起重機電機參數(shù)與變頻器選型
1.1 起重機主要參數(shù)：跨度：40米，起重量：60噸，起升高度：20米。要求各機構(gòu)全部采用變頻調(diào)速。
1.2 大車走行電機參數(shù)如下：
單臺額定功率：4.0KW 電機數(shù)量：四臺
單臺額定電流：9.2A 額定頻率速度：15米/分鐘
要求速度：0～20米/分鐘
1.3 小車走行電機參數(shù)如下：
單臺額定功率：2.2KW 電機數(shù)量：兩臺
單臺額定電流：5.6A 額定頻率速度：10米/分鐘
要求速度：0～10米/分鐘
1.4 卷揚機電機參數(shù)如下：
單臺額定功率：30KW 電機數(shù)量：一臺
單臺額定電流：63.4A 額定頻率速度：2.35米/分鐘
要求速度：0～3.0米/分鐘
1.5 變頻器的選擇：
大車走行和小車走行兩個平移機構(gòu)采用一拖多的方式，設(shè)置V/F控制方式。根據(jù)電機總電流并留有一定余量的原則，選擇大車走行變頻器型號為MD320T22GB；小車走行變頻器型號為MD320T7.5G；
卷揚機升降機構(gòu)采用一拖一的方式，設(shè)置無速度傳感器適量控制方式（SVC）。選擇變頻器型號為MD320T37G。
2 變頻器參數(shù)設(shè)置注意事項 詳細設(shè)置參數(shù)見下表。
2.1 根據(jù)現(xiàn)場測試經(jīng)驗，變頻器的加減速時間設(shè)置為3～6秒比較合適，時間太短，容易出現(xiàn)過電流現(xiàn)象，太長則不容易定位；
2.2 停機方式應該設(shè)置為自由停車，在減速停機方式下，機構(gòu)撞到極限限位開關(guān)后，容易出現(xiàn)越過限位的可能；
2.3 在起重機控制中一定要啟用F8-18的啟動保護功能，即零位保護功能，否則在停電后突然來電，功能手柄沒有在零位的情況下，會出現(xiàn)突然自動運行，造成危害；
2.4 在有些施工現(xiàn)場，往往電壓比較低，出現(xiàn)大小車正運行時，卷揚機啟動或周圍突增其他用電負荷，變頻器進入欠壓保護。對于大小車平移機構(gòu)可以啟用F9-07的瞬停不停功能，一般就可以解決。但是對于卷揚機這種位能負載，絕對不能使用該功能，在吊重過程中，容易出現(xiàn)負載突然下墜的可能，因為維持轉(zhuǎn)矩太小，而頻率又沒有降到制動頻率以下。必須要求現(xiàn)場增加供電容量，或采取減小電壓損失的其他方法，保證供電質(zhì)量。
2.5 起重機卷揚機的調(diào)速精度要求不高，設(shè)置為無速度傳感器適量控制方式完全能滿足要求，但必須要進行調(diào)諧，一般靜調(diào)諧即可，否則變頻器會出現(xiàn)無規(guī)律的故障報警。
起重機：型號：QLH6040-20
序 號 功能標號 功能名稱 大車 小車 卷揚機 備注
1 MD320T22GB MD320T7.5G MD320T37G 變頻器型號
2 F0-01 控制方式 2 2 0
3 F0-02 命令源選擇 1 1 1
4 F0-03 主頻率源X選擇 2 2 2
5 F0-04 輔助頻率源Y選擇 6
6 F0-07 頻率源選擇 2 主X+輔Y切換
7 F0-10 最大頻率 70Hz 50Hz 65Hz
8 F0-12 上限頻率 70Hz 50Hz 65HZ
9 F0-17 加速時間1 4S 4S 4S
10 F0-18 減速時間1 4S 4S 4S
11 F1-11 調(diào)諧選擇 1 靜止調(diào)諧
12 F4-00 DI1端子功能選擇 1 1 1 正轉(zhuǎn)運行
13 F4-01 DI2端子功能選擇 2 2 2 反轉(zhuǎn)運行
14 F4-02 DI3端子功能選擇 12 多段速端子1
15 F4-03 DI4端子功能選擇 13 多段速端子2
16 F4-04 DI5端子功能選擇 14 多段速端子4
17 F4-05 DI6端子功能選擇 18 頻率源切換
18 F5-02 Y1功能 2 2 2 故障
19 F5-03 Y2功能 3 3 3 FDT輸出
20 F8-18 啟動保護 1 1 1
21 F8-19 FDT電平 2HZ 2HZ 4HZ
22 FC-01 多段速1 16HZ 5米/分鐘
23 FC-02 多段速2 33HZ 10米/分鐘
24 FC-04 多段速4 50HZ 15米/分鐘
25 F6-10 停機方式 1 1 1 自由停車
26 F9-07 瞬停不停功能 1 1 0
27
2.6 有關(guān)變頻器與機械制動的配合設(shè)置。一般設(shè)置好F8-19的頻率檢測值（FDT電平）即可，根據(jù)使用經(jīng)驗，水平平移運行機構(gòu)設(shè)置為2赫茲，提升機構(gòu)設(shè)置為4赫茲。需要指出的是，為安全可靠，提升機構(gòu)必須做靜載、動載試驗。靜載試驗方法：吊起1.25倍的額定載荷，離開地面10～20公分，停車不應該有溜鉤現(xiàn)象（此處指的是機械制動動作之前）；動載試驗方法：吊起1.10倍的額定載荷，離開地面10～20公分，停車穩(wěn)定后再提升時，不應該有溜鉤現(xiàn)象。以上若有溜鉤現(xiàn)象，需要適當提高FDT值，直到不溜鉤為止。同時以不溜鉤為前提，F(xiàn)DT值越小越好。以上試驗反復三次合格為準。該試驗做好，能夠充分發(fā)揮變頻器的性能，同時也能避免溜鉤的安全事故。
該控制系統(tǒng)在天津天達公司的使用現(xiàn)場，，一次調(diào)試合格。得到用戶肯定。
3 變頻器在起重機控制應用中的幾點體會
3.1 關(guān)于制動組件的配置
提升機構(gòu)設(shè)置制動組件是常識問題，往往不會出現(xiàn)問題。平移機構(gòu)是否設(shè)置制動組件，常常被忽略，造成現(xiàn)場使用出現(xiàn)諸多問題。主要是三點，一是起重機的自重和起重量量大，停車慣性比較大，出現(xiàn)停機減速過電流故障；二是起重機在海邊或風阻大的現(xiàn)場使用，出現(xiàn)恒速過電流或停機減速過電流故障；三是走行軌道不可能水平，在下坡運行，出現(xiàn)恒速過電流或停機減速過電流故障。所以建議平移機構(gòu)的變頻器也必須設(shè)置制動組件。匯川變頻器30KW以下均可以內(nèi)置制動單元，只要配置制動電阻就可。30KW以上的變頻器按照變頻器用戶手冊中的制動組件選型表配置。
3.2 關(guān)于抗干擾問題
變頻器在起重機的控制中，如果沒有設(shè)備間同步的問題，調(diào)速以模擬量無級調(diào)速最好，調(diào)速平穩(wěn)，沖擊最小。但干擾源容易通過模擬量進入控制系統(tǒng)，典型的現(xiàn)象是減速停機過程中出現(xiàn)頻率抖動，造成起重機整體晃動。解決的方法，將模擬量信號的屏蔽層由原接在PE端，改接在GND上，即可消除。請同行遇到該問題不妨一試。
3.3 變頻器容量的選擇確定
在變頻器一拖多的情況下，選擇變頻器一定要按照電流的原則確定，比如該起重機的大車走行中，單臺電機4KW，四臺電機16KW，選用18.5KW變頻器好象還有余量，但單臺電機的額定電流是9.2A，總電流應該是36.8A，而18.5KW變頻器的額定輸出電流是37.0A。已經(jīng)沒有多少余量了，所以選擇22KW變頻器應該是比較合理的。
結(jié)束語
匯川變頻器在我公司起重機控制系統(tǒng)中的應用，已經(jīng)占據(jù)主導地位，產(chǎn)品范圍從起重量幾十噸直到四百五十噸，完全替代了進口品牌。實踐證明，匯川變頻器的性能完全能滿足起重機控制系統(tǒng)的使用要求。
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