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| 海浦蒙特HD30矢量变频器在行车提升中的应用 | |
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1 引言
行车是大型制造业制造车间中重要的起重设备，尤其在机械制造业中有着广泛的应用。行车控制中对运动平稳、安全可靠要求很高。本文主要介绍了海浦蒙特HD30系列变频器在20吨行车上的应用，以及在节能降耗上的成功解决方案。
2 行车结构特点及技术关键
行车主要功能为水平面的运动和垂直方向的提升。行车主要包含提升机构、大车和小车三大部分。提升机构包含提升电机、减速箱、绞盘和滑轮组，整个提升机构安装在小车上，通过小车实现提升在横梁方向运动。而大车是实现整个行车在车间导轨上运动，由于行车横梁跨度大，通常大车由两个电机驱动。
在整个行车传动机构中，提升机构是最关键部分。由于行车通常自己配备制动刹车，所以在整个控制中最核心的是实现变频器转矩输出与刹车离合的时序控制。抱闸和开闸的时间与变频器输出转矩配合是保证行车安全运行的关键。以往通过转子串接电阻实现调速，而串电阻调速属于有级调速，在起动和刹车时冲击电流和机械冲击大，在时序控制不好的情况下容易产生溜钩现象。
采用海浦蒙特HD30系列变频器将极大的改善了行车的运行性能。
在控制灵活性方面：
变频器运行频率命令由模拟量给定，大车和小车由V/f控制即可满足行走控制要求。运行平稳，高速运动时无抖动。提升部分采用无PG矢量控制，在无编码器情况下就能实现优秀的提升性能。
在提升安全方面：
通过PLC协调控制，实现制动刹车与变频器起停的无缝结合。在变频器开启运行到1Hz时PLC控制刹车开闸，此时的变频器已具备150%的转矩输出从而能平稳的将负载提起。在停车过程中，变频器输出小于1Hz时PLC给定抱闸信号。此时的负载运行速度接近停止，从而能将机械冲击减小到最小。
在节能降耗方面：
众所周知变频器在控制电机变速的过程中具有优秀的节能效果。而行车又是一个工作在不断调速状态下的系统，因此采用变频器控制电机就能完成很好的节能目标。
其次，在垂直提升方向我们使用能量回馈单元代替了制动单元。在提升负载时，电机是一个耗能单元；但在下降负载时，电机由于负载的重力牵引而变成了发电机。此时变频器内部母线电压升高，电流经过电缆传输到能量回馈单元。回馈单元根据电压值判断是否开启能量回馈。能量回馈单元是通过检测变频器母线电压来保护变频器同时将本来在制动电阻上消耗的电能逆变为交流电实现节能。
提升方向的“变频器+能量回馈单元”实现了行业中技术先进的四象限变频技术。对于行车提升现场有很好的推广意义。在现场调试中提升15吨负载从1.5米高度向下释放时平均的能量回馈在30A左右。
3 应用解决方案
3.1 系统配置
现场共四台交流电机，分别为两台5.5kW大车驱动电机、一台4kW小车驱动电机以及一台22kW提升电机。电机及变频器配套关系如表1所示。
表1 电机与变频器配套关系 表1 电机与变频器配套关系 （图片）（图片） （图片） （图片） 表2 大车、小车驱动变频器参数设置 （图片）表3 提升驱动变频器参数设置 （图片）（图片） | |
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