摘要：目前起重機(jī)的起升電機(jī)都采用閉環(huán)矢量控制，具有定位精度高，機(jī)械特性硬，動態(tài)響應(yīng)快，起動力矩大等優(yōu)點，但這必須安裝軸編碼器采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號，在很多老式門座機(jī)改造的現(xiàn)場，加裝軸編碼器困難很大，無法實現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，然而英威騰CHV190系列起重提升專用變頻器采用開環(huán)矢量控制也能實現(xiàn)門座機(jī)平穩(wěn)起制動，確保良好控制不溜鉤，本文就是一個CHV190在固定式門座機(jī)開環(huán)矢量控制改造的實例。

關(guān)鍵字：CHV190，開環(huán)矢量控制，門座機(jī)，軸編碼器

一、系統(tǒng)概述

固定式門座起重機(jī)是起重行業(yè)當(dāng)中的一種典型設(shè)備，廣泛應(yīng)用于倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。系統(tǒng)有提升、回轉(zhuǎn)、變幅三個機(jī)構(gòu)，由于轉(zhuǎn)臺和支承固定于工作場所的土建基礎(chǔ)上，故沒有大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)，不能實現(xiàn)整機(jī)的水平移動。

   固定式門座機(jī)提升機(jī)構(gòu)與普通門座機(jī)類似，上行、下放不允許產(chǎn)生“溜鉤”，性能上4HZ速度給定時，要求輸出至少150%的額定轉(zhuǎn)矩，功能上需有可靠的抱閘時序控制。

本項目GZ1620固定式起重機(jī)起升額定重量16噸，最大工作幅度20M，最小工作幅度7.5M，起升高度7M，起升工作速度33M/min，主要改造機(jī)構(gòu)是雙起升機(jī)構(gòu)，起升機(jī)構(gòu)為兩臺55KW繞線式異步電動機(jī)，改造前為傳統(tǒng)繼電器接觸器控制線路，沒有PLC控制器，起升電機(jī)采用串電阻調(diào)速，通過逐級切除轉(zhuǎn)子電阻來實現(xiàn)多檔切換和起動電流限制，該調(diào)速方式可靠性低，噪音大，能耗高，故障停時長，機(jī)械抱閘由液壓制動器完成，當(dāng)起升手柄回零，抱閘信號立即送出，沒有減速停車時間，抱閘沖擊很大，對金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動裝置以及制動器本身都容易造成損壞，鑒于以上不足，港口方面決定與我司合作，采用我司的CHV190系列變頻器對門座機(jī)的起升機(jī)構(gòu)進(jìn)行變頻調(diào)速改造。

二、改造技術(shù)方案

   根據(jù)現(xiàn)場情況，加裝軸編碼器非常不易，而該門座機(jī)主要用于裝卸鋼卷、鋼絲條等件雜貨，對定位精度要求不高，客戶要求原有控制線路不做大規(guī)模變動，仍然保留原來的控制線路和連鎖保護(hù)，改動線路部分盡可能少，方便港方后續(xù)維護(hù)，于是我方?jīng)Q定采用如下改造方案：

1. 采用2臺CHV190-075G-4 +制動單元+制動電阻驅(qū)動2臺55KW繞線電機(jī)；

2. 不配置異步PG卡，直接采取開關(guān)矢量控制；

3. 制作兩臺變頻柜，配置斷路器，輸入輸出電抗器，控制變壓器，中間繼電器，電流互感器，指針電流表，指針電壓表，運(yùn)行/故障指示燈等，安裝于原有開關(guān)柜旁邊，將開關(guān)柜電源線引到變頻柜進(jìn)線端作為主電源，使原有連鎖保護(hù)仍然發(fā)揮作用；

4. 拆除原有調(diào)速電阻器，安裝制動電阻箱；

5. 將繞線電機(jī)轉(zhuǎn)子短接，作為鼠籠電機(jī)使用；

6. 保留原切除電阻的接觸器，通過中間繼電器隔離處理作為變頻器多段速給定信號以及方向信號。

7. 改造制動器控制方式，采用變頻器輸出繼電器端子作為制動器油泵電機(jī)接觸器的線圈控制信號，由變頻器實現(xiàn)減速停車，加速起動，松閘/抱閘，保證不溜鉤的同時避免對金屬結(jié)構(gòu)的沖擊。

三、系統(tǒng)圖

   改造前，采用串電阻調(diào)速，接觸器切換吸合實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，抱閘在運(yùn)行信號消失的同時動作。

   改造后，采用變頻器多段速功能調(diào)速，S曲線加減速運(yùn)行，變頻器輸出繼電器控制抱閘。

四、調(diào)試過程

1．起升變頻器1調(diào)試過程

由于負(fù)載現(xiàn)場無法分開，設(shè)定電機(jī)基本參數(shù)后采用靜止自學(xué)習(xí)功能，參數(shù)見下表：

2．起升變頻器2參數(shù)調(diào)試

電機(jī)基本參數(shù)以及自學(xué)習(xí)參數(shù)

參數(shù)設(shè)定完畢后，兩臺電機(jī)進(jìn)行空載試運(yùn)行，1#變頻器空載電流35A，2＃變頻器空載電流27A，吊掛12噸負(fù)載后2#電機(jī)出現(xiàn)提升力矩不夠的現(xiàn)象，提升開始瞬間開始下溜，調(diào)整2#變頻器參數(shù)P2.11為0.05，P2.14為31.4，2#電機(jī)回歸正常，吊掛16噸負(fù)載后，1#電機(jī)偶爾在提升重物過程中出現(xiàn)下溜，雖然不是每次都發(fā)生，但是客戶表示不能接受，于是我方調(diào)整1#變頻器P2.11為0.039，1#電機(jī)回歸正常。

3.記錄波形如下

1#變頻器波形

2#變頻器波形

五、結(jié)束語

起重機(jī)行業(yè)對變頻器的性能、功能有著較高的要求，傳統(tǒng)的閉環(huán)矢量控制對于改造項目，存在安裝編碼器困難，改動線路多，改造周期長等不利因素，英威騰CHV190系列變頻器的開環(huán)矢量控制在門座機(jī)上的成功應(yīng)用，使傳統(tǒng)門座機(jī)變頻改造變得簡單易行。

六、參考文獻(xiàn)

1. 《CHV190系列起重機(jī)專用變頻器說明書》 英威騰電氣股份有限公司 2007

2. 《起重機(jī)設(shè)計規(guī)范》            國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3811  2004