EV100在塔吊回轉(zhuǎn)控制中的應用

■ 引言

現(xiàn)在，我國的建筑用塔式起重機已越來越普遍，從普通的多層建筑、房地產(chǎn)工程、高層建筑到大型的鐵路工程、橋梁工程、電力工程、水利工程，到處都有塔機的應用。計算機輔助設(shè)計、微電子技術(shù)、程控語言控制技術(shù)都在塔機上得到了應用。其中啟升機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、小車變幅機構(gòu)的控制發(fā)展趨勢是采用變頻器控制。

回轉(zhuǎn)機構(gòu)的特點是具有較大的慣性沖擊，啟動過快沖擊大，停車和打反轉(zhuǎn)都不允許過快過急，否則不僅運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，還會損壞機構(gòu)。較好的解決辦法是采用變頻調(diào)速使起制動平穩(wěn)。并且采用變頻器控制以后使系統(tǒng)控制更為簡單，控制系統(tǒng)具有多重保護，使系統(tǒng)更加安全可靠。
■ 塔吊變頻控制方案

一、塔吊回轉(zhuǎn)變頻控制原理

山西工程機械廠是一家專業(yè)生產(chǎn)建筑起重機（俗稱：塔吊）的廠家，以前使用通用型變頻器(V/F控制)，由于機器低頻轉(zhuǎn)矩太小，造成啟動過程旋轉(zhuǎn)臂抖動厲害。

現(xiàn)改用南京歐陸EV100-4kw（帶6極3kW三相異步電動機）高性能矢量變頻器，能很好地解決上述問題。電氣接線圖如下：

改造時，起初沒加制動電阻，停車時旋轉(zhuǎn)臂前進角度太大（40Hz，吊了1噸重物），啟動過程旋轉(zhuǎn)臂偶爾出現(xiàn)抖動，主要因為啟動時輸出力矩不夠（電機在啟動過程出現(xiàn)停車現(xiàn)象）；而停不下來時，塔吊司機習慣打反轉(zhuǎn)，變頻器經(jīng)常跳OU2。

后來加上2倍標準（功率）的制動電阻，經(jīng)優(yōu)化變頻器停車參數(shù)后，停車時，因為慣性，旋轉(zhuǎn)臂前進角度不到20度（40Hz，吊了1噸重物），已經(jīng)達到建筑起重機國標標準。

通過更改加減速時間，提升啟動轉(zhuǎn)矩和啟動頻率，電動機從未出現(xiàn)過停車和抖動等現(xiàn)象。

二、變頻器主要功能碼設(shè)置

P0.01  1   端子指令通道；

P0.07  5   多段速運行設(shè)定；

P0.11  7.0 加速時間；

P0.12  15  減速時間；

P1.01  4.0 直接啟動開始頻率；

P1.02  0.1 啟動頻率保持時間；

P1.05  1   加減速方式為S曲線型；

P1.06  1   自由停機；

P3.00  30  速度環(huán)比例增益；

P5.00  1   HDI為開關(guān)量輸入；

P5.01  1   S1端子為正轉(zhuǎn)運行；

P5.02  2   S2端子為反轉(zhuǎn)運行；

P5.03  16  多段速端子1；

P5.04  17  多段速端子2；

P5.05  18  多段速端子3；

P5.08  7   HDI端子故障復位；

P8.16  3   故障自動復位3次；

PA.04  60.0  低速段；

PA.06  80.0  中速段；

PA.10  100.0  高速段；

其他詳情參見《EV100系列矢量變頻器說明書》。

■ 總結(jié)

由于塔吊回轉(zhuǎn)機構(gòu)具有較大的慣性沖擊，啟動過快沖擊大，如果停車和打反轉(zhuǎn)過快過急，將使系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不平穩(wěn)，甚至停機，還會損壞機構(gòu)。因此，選用力矩特性優(yōu)越的EV100矢量變頻器，選配較大功率的制動電阻，并設(shè)定合適的加減速時間和啟停方式等才能克服上述問題。

 CM200系列起重專用變頻器案列

一、負載特點：

橋式行車起重機啟動頻繁，定位要求高，因此停機剎車制動要好（一般變頻器在給出剎車信號時抱閘聲過大且抖動），一般由橋架運行機構(gòu)、電動葫蘆、橋架金屬結(jié)構(gòu)和電氣系統(tǒng)組成。電動葫蘆作為橋式行車起重機的起升機構(gòu)，并沿主梁運行。橋式行車起重機起升機構(gòu)包括制動器、電動機、減速機、卷筒和滑輪組。電動機通過減速機，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，使鋼絲繩繞在卷筒或從卷筒放下，以升降重物，中、小型橋式行車起重機較多采用制動器、減速機和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式行車起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。

二、對變頻器應用要求：

1、低頻時能保證恒轉(zhuǎn)矩輸出，以免低頻滿負載情況下帶不動負載。

2、過載能力強、可靠性高，滿負載時空中停車或再提升時不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象。

3、抱閘時要求平緩、無明顯抖動。

               首次設(shè)定需輸入正確密碼按JOG鍵01430

三、調(diào)試指南：

  四、注意事項：
        1、提升電機一般采用矢量模式控制，變頻器以“矢量控制” (b1.00=0 或 1) 模式運行時，對準確的電機參數(shù)依賴性很強所以要求電機自學習后在帶載

2、左右行走電機一般采用多段速，減速停機方式     

基本配線圖

　　EV510A-XX-T4/QZ系列起重專用變頻器應用案例

　　一、 應用要求

　　單梁行車，一般使用錐形電機，自帶抱閘，低頻時由于電壓低會出現(xiàn)抱閘無法打開或者溜鉤現(xiàn)象，因此對變頻器低頻帶載能力要求比較高。雙梁行車，外接抱閘信號，在松抱閘頻率要求比較低時，也對變頻器低頻帶載能力有要求。同時雙梁起重由變頻器控制板發(fā)出松抱閘信號，因此，松抱閘信號的時序邏輯要求正確可靠，在出現(xiàn)任何意外情況如變頻器故障，電源電壓降低，電機、變頻器過載等時都能夠及時抱閘。行車需要多段速運行，要求變頻器有足夠多的控制端子。

　　二、 現(xiàn)場應用

　　三、調(diào)試指南

　　調(diào)試說明：

　　1、提升默認SVC模式

　　2、端子指令，多段速控制，每段具體根據(jù)客戶需求設(shè)置

　　3、雙梁外加抱閘信號時繼電器輸出功能選擇43

　　4、松閘如果有溜鉤現(xiàn)象，可以適當調(diào)高松閘頻率，并加一些勵磁時間如0.5秒

　　5、在負載較重時，抱閘如果有溜鉤現(xiàn)象，可以適當調(diào)高抱閘頻率，使電機在有足夠力矩的情況下抱閘

　　6、使能過載保護時，如果過載運行超過過載時間，則進入過載保護，過載保護狀態(tài)下，只能下行運行，不可以提升運行

　　7、采用無感矢量控制，低頻力矩較V/F控制大，但是無感矢量對電機參數(shù)依賴比V/F強，因此，采用無感矢量時最好先進行自學習。在某些特殊場合，如果采用無感矢量容易報過流限流故障，可嘗試采用V/F控制。