H7四象限變頻器在起重機械上的應用

一、摘要
近年來，變頻調速控制技術的發展十分迅速，人們越來越多的認識到使用變頻調速的優越性,大有一統電控傳動系統的勢頭，加拿大產的Acmaster-H7系列四象限變頻調速控制系統主要采用變頻調速技術和可編程控制技術，真正實現了變頻器在位勢能負載上應用的作用,并達到軟起、軟停和將再生電能回饋電網的目的。可取代傳統的起重機調速系統，使設備運轉更平穩，更安全，適用于新設備的制造和既有設備改造。

二、概述
起重機變頻調速電控系統與主令控制器，重量測控儀、制動器、限位開關等配合適用，用于要求高調速性能的交流起重機起升和平移機構或其它物料搬運系統。
本變頻調速系統可工作于50Hz電網，供電電壓位380V范圍內，最大可控制200KW交流異步電動機制動和可逆運轉與調速。
本系列變頻器，調速性能優越，保護功能齊全，為起重、搬運行業提供了理想、可靠的新一代調速產品，產品符合國際、國內標準的規定與要求。

三、工作原理
由異步電動機的轉速公式————-可知，異步電動機的調速方法可分為改變轉差率S，改變極對數P和改變電動機供電頻率f1三種。
變頻調速就是通過改變電動機定子供電頻率來改變同步轉速而實現調速的。要使異步電動機的供電頻率可變，就必須有一套變頻電源。變頻調速設備就是將恒壓、恒頻電源轉換為變壓、變頻的電源裝置。變頻器的控制方式，分為開環和閉環控制兩種形式，用戶可任意選擇。

四、系統構成
本變頻調速電控設備其核心部件由Acmaster-H7四象限變頻器和可編程及可選件電源進線開關、線路接觸器、輔助開關、輔助繼電器等組成。
起重機變頻調速系統由主令控制器或電位器做為輸入給定，通過變頻器調頻調速、荷重測控儀、限位開關、制動器等配合使用，來控制起重機和其它物料搬運系統中的起升和平移機構，由變頻器控制異步電動機運轉，實現起動、停止、制動、可逆運轉與調速運行。

主要技術參數

電源頻率：50Hz±5%
主回路額定輸入電壓：380V±10%
額定輸出電流：最大2×450A
控制電動機容量：最大2×200KW
控制回路電壓：AC220V／AC380V
頻率范圍：0.01～400Hz
頻率精度：最高模擬輸出±0.1%（25±10℃）,數字式指令: ±0.01%±0.1%（25±10℃）,
起動頻率：0.5～60Hz
調速范圍：起升機構：最大達1：50；平移機構：最大達1：30
調速靜差率：＜3%
調速精度：起升機構±0.5%～±0.01%；平移機構±3%～±0.03%
起動力矩：150%Mn/0.5Hz

五、性能特點
控制系統采用H7四象限變頻器和可編程控制技術，具有控制精度高、運行穩定、制動效果好、節能率高等特點。對傳統的門、適合于橋式起重機所有電力拖動系統的控制柜配套和技術改造，使門、橋式起重機實現平穩操作，提高運行效率，改善超負荷作業，消除起制動沖擊，減少電氣維護，降低電能消耗，提高功率因數延長使用壽命等均可取得良好實效。同時該系統還具有過電流、過電壓、欠電壓和輸入缺相保護，以及變頻器超溫、超載、超速、回饋制動單元過熱、故障保護、電動機故障保護等，具有如下顯著特點：
1、調速范圍寬，可實現多種速度選擇；
2、軟啟動、軟停止的功能降低了機械傳動沖擊，可明顯改善鋼結構的承載性能，延長了起重機的使用壽命；
3、高集成度組件及高可靠性低壓電器，有效解決原電氣系統接線復雜問題，不僅降低了系統故障率，而且易維護；
4、電動機在零速時，能全力矩輸出，即使制動器松動或失靈時，也不會出現重物下滑，確保系統安全可靠；
5、具有快速的動態響應，不會出現溜鉤并真正實現“零速交叉”功能；
6、專用負荷重量測控儀并配以相應軟件，起升速度可隨負荷重量變化自切換，實現“輕載快速，重載慢速”的作業要求；
7、系統所用變頻器，具有自動節能操作模式，能較大提高系統的功率因數和整機工作效率，再生電能自動回饋電網，節能效果顯著，平均節電率可達20%以上；
8、具有全中文面板監控系統，通過面板進行系統故障自檢和處理功能，方便技術人員和操作人員的維護與現場監控，并大幅度減少維修時間及費用；
9、采用變頻調速系統后，可完全杜絕操作人員違章操作；
10、具有多重接口，能方便實現遠距離和電子網絡控制及監測。

六、使用效果
起重機變頻調速控制系統經過國內多家行業的應用，具有：
1、起升機構低速時起動力矩大，工作電流穩定，電動機溫度正常，起升及大小車運行機構工作平穩，無沖擊，系統故障診斷功能完善；
2、起升、運行制動器在低速時方抱閘，因而可大大延長制動器的使用壽命；
4、系統具備吊鉤安全監視，可確保在下放過程中的安全和容易進行貨物對位；
5、系統隨時對整機機械制動器的狀態，進行監控并預告，確保安全可靠；
6、由于系統采用荷重測控儀及相關軟件的處理，對有兩套起升機構（主、副）的起重機，可以合為一套機構，即可滿足作業要求，因而降低了整機制造成本。