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安川VS616G5变频器在125t桥式起重机上的应用

来源：艾特贸易2018-06-04

简介变频器在工业企业各个方面被广泛地使用，但在起重机特别是大吨位起重机上的应用，国内报道较少。由于起重机负载特性特殊以及使用安全的要求，对变频器的性能要求极高。国内只

变频器在工业企业各个方面被广泛地使用，但在起重机特别是大吨位起重机上的应用，国内报道较少。由于起重机负载特性特殊以及使用安全的要求，对变频器的性能要求极高。国内只在小吨位的起重机上试验性地使用它，没有定型的产品；国外少数工业发达国家有此类产品，但所用起重机专用变频器的售价往往是通用变频器的几倍。故本文阐述的用通用变频器来开发适合大吨位起重机的调速系统具有非常实用的意义。

一、起重机对变频器控制提出的要求

125/15t桥式起重机的技术数据如下：

起重量：主提升125t；副提升15t。

提升速度：主提升1.8/0.18m/min；副提升0.723/7.23 m/min。

桥架运行速度：大车23.5/4 m/min；小车12. 3/3 m/min。

起重机对变频器提出的要求：

①在重负载下（满载的1.25倍），起重机在各挡速度下仍平稳地工作。

②满负载时能在空中停止并重新启动，不产生溜钩现象。

③大、小车运行机构定位准确；正反向切换时间不大于2s。

④下放重物时电机工作于制动状态，能量必须迅速释放。

二、变频调速系统框图说明

主提升机构系统框图如图12-1所示。图中变频器选用日本安川公司VS616G5系列通用变频器，由于起重机在下放重物时，电机持续在制动工作状态，故变频器的容量适当予以放大。起重机整套系统的配置如表12-1所示。

表12-1 起重机电控系统配置

起重机电控系统配置

由于起重机整套电气同路并不十分复杂，故选用日本富士公司的可编程序控制器NBO-P24R3 - AC。使用可编程序控制器(PLC)不但简化了原有的线路，而且通过PLC实现了逻辑控制和时问参数的精确调整。

主提升机构系统框图

图12-1 主提升机构系统框图

主、副提升机构采用由带PG- B2速度反馈卡的交流变频器和带速度编码器的变频电机组成欠量控制的PWM交流变频调速系统。该速度闭环的变频器的调速比高达1：1000，启动转矩在零速时可达150%，调速精度在±0.02%以内。

大、小车系统由于是平移直线运动，故采用了无速度传感器矢量控制变频器，其速度控制范围为1：100，1Hz时启动转矩可达150%，调速精度在±0.2%以内。

三、变频器制动单元选择

日本安川公司VS616G5系列变频器具有四种控制模式，并有极高的启动转矩，在国内很多电梯改造项日巾有广泛的应用，特别适应位能负载特性。但是，电梯带有配重平衡块，下降时的制动转矩比一般起重机小了很多，故本系统必须另行购置专用的制动单元和制动电阻以保证足够的制动转矩。制动单元和制动电阻的正确选用足本系统成功的重要环节。

安川系列变频器供选择的制动单元有两种，分别为CDBR - 4030和CDBR - 4050，后者的制动电流大于前者。最后决定选用后者，且须适配制动电阻，因为制动电阻的阻值决定制动电流大小亦即制动时间的长短，也是非常重要的参数。此外，起重机需要维持长时问的制动转矩，制动电阻的功率必须加大。例如，本系统中功率最大的变频器是55 kW，标准的制动电阻功率为6 kW，为适应起重机制动特性，须加大1倍，选用12 kW。

四、变频器和PLC的配合

因为起重机有机械抱闸，在主、副提升机构上升或下降以及在空巾停止的瞬间，机械抱闸与变频器加、减速时间的匹配非常重要。在运行过程中，既要防止溜钩现象，又要防止由于时间匹配不当而引起电机的堵转导致变频器跳闸使工作间断。通过分析变频器在各种状态下的工作特性，应用PLC和变频器之间的信号配合和软件设计可满足此要求。

五、试验结果

为了确保大吨位变频起重机完全达到设计要求，进行了提升机构模拟负载试验。其中，副钩为15t，设定工作挡3-0-3，载荷分为：空钩30.6%，负载为62%、92%、123%。速度分为三挡：10%ne、60%ne、100%ne进行提升/下放试验。主钩为125 t，载荷分为：空钩17%.负载为62 .1%、106%、125%额定负荷，速度分为三挡：10%ne、60%ne、100%ne。试验数据如表12-2、表12-3所示。试验证明，变频调速方案的各项技术数据均优于其他调速方案，各项技术指标达到设计要求。例如迅速准确地移动和定位，良好的低速性能，不但提高了起重机的工作效率，而且可满足某些精密安装设备的准确定位要求，且节能效果明显。