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1、变频器在浮吊电气控制系统中的应用hanjuan导语：变频器是输出频率可改变的沟通电力拖动控制设备某钢铁公司运输部四码头双十吨浮吊浮吊原电气控制系统为继电器接触器控制系统，采用的是普通绕线型异步电动机转子串电阻调速控制方式，调速性能差，在起停及调速经过中电气冲击很大，电气元件经常损坏，电机也常被烧，电工的维护和维修任务很重。同时，由于电气控制系统的缺陷，平安隐患多，机械磨损相当严重，假如不采用新的调速控制系统，浮吊面临提早报废的危险，将给正常消费带来不可估量的损失。在对浮吊电气控制系统的特点与难点准确把握的前提下，确定把PLC与变频调速控制技术引入浮吊控制系统的技术改造方案，由于浮吊处于江边的囤
2、船上，电气环境特别恶劣，船体随着江面晃动，湿度大、粉尘多、夏天气温很高、电源质量差等，上述因素导致很强的电气干扰，采取适当隔离措施以后，新系统终于开场正常工作。浮式起重机全机构控制的最正确调速控制方式变频器是输出频率可改变的沟通电力拖动控制设备。对沟通电动机来讲，其转速接近于由磁场旋转速度决定的同步转速，而同步转速是与电源频率成正比的，所以改变频率也即改变电动机同步转速来调速。在电源频率、磁场强度和转差率等影响沟通异步电动机转速的诸因素中，电源频率是关键性的主导因素，改变频率调速方式的机械特性好，抗扰动才能强，能耗低，调速范围宽。因此，变频调速目前是沟通异步电动机最完美的调速方式。异步电动机采
3、用变频调速，可以很好的改善电气传动系统的调速性能及动态品质，实现有级平滑调速或者无级调速，并且机械特性很硬，抗负载扰动才能强。还可以很好的解决起重设备各运动机构的运行平稳性问题，可任意设定各级速度及速度变化斜率，轻易实现准确对位。利用变频器的低速力矩特性，可以很好地防止低速下的溜钩问题发生。在行车电机频繁起动及变速的工况下，利用变频器可以很好地节约能源。通过采用变频器控制，还可以很好地解决继电器接触器控制系统极易发生的主回路触点粘连的严重问题，系统的可控制性、平安性及可靠性大幅度进步。在本案例中选用的是iAStar起重专用变频器，该变频器能很好地适应起重领域对于变频器的要求，其速度稳定性好、低
4、速力矩特性好、力矩响应快。它有可以由用户自由设定的开环V/F控制形式、闭环V/F控制形式、开环矢量控制形式及闭环矢量控制形式等共四种调速控制形式。它可以方便地利用其矢量控制性能，实现高精度高动态性能的速度控制，调速比高达1:1000，低速甚至零速时可到达150额定力矩输出，还可以以多种特殊控制功能适应不同的控制要求，因此广泛地应用于起重行业。浮吊变幅、抓斗和提头机构拖动负载属于位能型负载，各机构运行时，在抱闸线圈松开的一瞬间，或在低速启动的经过中，假如电机由于电磁惯性一时不能建立足够的磁场强度或低速力矩特性太差不能提供足够的力矩，那么都会发生抓斗下溜现象。变频器闭环矢量控制能提供快速力矩响应，
5、低速力矩特性好，对于两种溜钩原因都有良好的克制效果，在重钢浮吊控制中根本没有观察到溜钩现象。假如励磁惯性太大而仍有溜钩发生，那么可以通过特殊控制加以克制。在浮吊电气控制系统中，变幅机构、抓斗机构和提头机构采用闭环矢量控制，其低速力矩性能可防止负载下溜，其很硬的机械特性那么可使各运行机构严格按操纵人员发出的指令运行。浮吊旋转机构是双电机驱动，要求运行同步，且难以实现脱开负载的自学习，因此不具备矢量控制的条件，故本案例采用一台变频器驱动两台电机，变频器采用开环V/F控制形式，调试时采取了低速电压补偿，理论证实这种设计是公道的，使用效果很好。浮吊控制系统中，抓斗和提头两股钢绳的受力平衡是比拟难解决的
6、问题，在原绕线电机串电阻调速驱动、继电器接触器控制系统中，只有靠时间继电器的延时配合机械特性较软的电机调速控制特性来实现，效果很差。iAStar起重专用变频用具有力矩控制和速度控制切换功能，利用这一功能特点，在浮吊抓斗和提头运行机构间采用力矩跟踪控制形式，再利用PLC的灵敏控制性能，很好地攻破了这一技术难关。变频改造中应留意的几个问题变频器闭环矢量控制形式的应用iAStar起重专用变频器能很好地适应起重领域对于变频器的要求，其速度稳定性好、低速力矩特性好、力矩响应快。它有可以由用户自由设定的开环V/F控制形式、闭环V/F控制形式、开环矢量控制形式及闭环矢量控制形式共四种调速控制形式。在常规应用
7、中，采用开环V/F控制形式和开环矢量控制形式即可。在没有特殊要求，调速精度要求不很高和一台变频器带动多台电机的情况，通常采用开环V/F控制形式，施行方便。而在拖动位能型负载等特殊情况，比方普通桥式行车的吊钩机构，利用变频器的开环矢量控制形式，可以很好地知足要求。在对力矩响应、力矩特性有更高要求和需要力矩控制的场合那么必需要采用变频器的闭环矢量控制形式。浮吊变幅、抓斗和提头机构拖动负载属于典型的位能型负载，各机构运行时，在抱闸线圈松开的一瞬间，或在低速启动的经过中，假如电机由于电磁惯性一时不能建立足够的磁场强度或低速力矩特性太差不能提供足够的力矩，那么都会发生抓斗下溜现象。因此要求变频器驱动电机
8、要能提供快速力矩响应，低速力矩特性好。另外，对抓斗和提头机构必须采用力矩控制，以解决抓斗和提头两股钢绳的平衡受力问题。所以对浮吊变幅、抓斗和提头机构采用了变频器闭环矢量控制形式。浮吊控制系统中，抓斗和提头两股钢绳的受力平衡是比拟难解决的问题，在原绕线电机串电阻调速驱动、继电器接触器控制系统中，只有靠时间继电器的延时配合机械特性较软的电机调速控制特性来实现，效果很差。我们通过利用iAStar起重专用变频器在闭环矢量控制形式具有的力矩控制和速度控制切换功能，通过这一功能特点，在浮吊抓斗和提头运行机构间采用力矩跟踪控制形式，再利用PLC的灵敏控制性能，很好地攻破了这一技术难关。变频器第二加减速时间功
9、能的利用变频器通常具有第二加减速时间设定功能，这一功能常在实际应用中被无视，假如公道利用这一功能，那么会加快调速速度，缩短运行机构反响时间。浮吊塔式抓斗行车本身属于高频率、快反响、大运量快装抓斗行车，它要求控制系统必须知足其快速抓取矿粉的作业需要，而电机采用变频器调速控制以后，由于变频器调速的平稳变速经过，必然导致抓料的每一工序用时较多，长期如此，必将影响消费。这一问题的解决方法就是利用变频器调速的第二加减速时间设定功能，在变频器上设定一组第二加减速时间，第一加减速时间和第二加减速时间的切换由一个多功能输入口控制，通过这一措施的施行，可以使运行机构用变频器调速控制改造后反响时间根本到达用接触器常规控制的程度，由于改造后故障率低，有效作业时间增加，运动机构运行平稳，对位轻易，进而进步消费效率，更好地知足了消费需要。其它方面在本案例变频改造以前，由于采用的是常规继电器接触器控制系统，电气控制的缺陷引起很大的机械冲击，浮吊上面振动很大，机械受损严重。在浮吊上电气控制室，由于制动轮与制动闸瓦间的摩擦制动，制动轮和制动闸瓦磨损严重，并使控制室温度很高。这些直接导致了操纵工人的工作环境特别恶劣，工作劳动强度很大。采用变频控制改造以后，由于变频器电气制动性能很好，各运动机构的机械制动只作为后备制动保护，电气制动几乎没有冲击，所以浮吊振动很小，机械冲击强度大大减弱。0