中達電通股份有限公司應用方案：台達C2000變頻器在龍門吊上的應用

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台達C2000變頻器在龍門吊上的應用

中達電通股份有限公司

　　摘要：本文主要介紹了C2000變頻器的功能和特性，SVC模式下的矢量表現，在重載模式下的起吊應用和波形分析。

　　關鍵詞：C2000，SVC，起吊

　　一、引言

　　龍(long)門(men)吊(diao)主(zhu)要(yao)用(yong)於(yu)大(da)型(xing)設(she)備(bei)的(de)起(qi)吊(diao)和(he)搬(ban)運(yun)工(gong)作(zuo)，由(you)於(yu)大(da)型(xing)龍(long)門(men)吊(diao)的(de)工(gong)作(zuo)強(qiang)度(du)大(da)，工(gong)程(cheng)持(chi)續(xu)時(shi)間(jian)長(chang)，當(dang)有(you)特(te)殊(shu)作(zuo)業(ye)要(yao)求(qiu)情(qing)況(kuang)時(shi)，會(hui)因(yin)門(men)吊(diao)故(gu)障(zhang)造(zao)成(cheng)動(dong)輒(zhe)上(shang)萬(wan)的(de)經(jing)濟(ji)損(sun)失(shi)，所(suo)以(yi)要(yao)求(qiu)門(men)吊(diao)有(you)著(zhe)便(bian)於(yu)操(cao)作(zuo)、負載能力大、起吊上下速度平穩、啟停不溜鉤、響應快、易於維護、工(gong)作(zuo)壽(shou)命(ming)長(chang)和(he)節(jie)能(neng)的(de)特(te)點(dian)，而(er)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)門(men)吊(diao)的(de)這(zhe)些(xie)特(te)點(dian)中(zhong)發(fa)揮(hui)了(le)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)的(de)作(zuo)用(yong)，也(ye)正(zheng)是(shi)有(you)了(le)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)武(wu)裝(zhuang)才(cai)有(you)了(le)現(xian)代(dai)化(hua)作(zuo)業(ye)的(de)門(men)吊(diao)。本(ben)文(wen)會(hui)結(jie)合(he)台(tai)達(da)C2000變頻的功能和特點來一一說明其在門吊中的作用。

　　
大型龍門吊

　　二、機械設計和工藝要求

　　1.機械機構設計

　　一般大型龍門吊從結構上分主要有龍門吊主梁,，門腿,，下部橫梁,，大車運行機構（行走台車），主起升機構（天車），電氣係統及安全防護，司機室等。而涉及到電氣控製的是大車運行機構和主起升機構，由4套單軌製主動平車組成，通過變頻器的控製在軌道上行走；主起升機構由天車行走和主副鉤吊組成，包括卷揚機、減速機、製動器等，通過控製變頻器的速度達到控製天車行走和主副鉤吊的起升。

　　
　　工作中的門吊全貌

起升機構

　　2.工藝要求

　　由於大車行走和小車行走屬於一般負載，沒有特殊要求，因此變頻器在V/Fmoshixiajikezhengchanggongzuo，buxuyaozuoteshushezhijiunengtourushiyong，erzhufugoudiaoshuyuzhongxingfuzai，yaoqiuqigouhesonggoudounengbaozhengbuliugou，shangxiaxingpingwenxunsu，yaoqiuzaizhiliuzhidonghoumashangtouruzhidongqijinxingzhidong。V/F模(mo)式(shi)下(xia)通(tong)常(chang)是(shi)無(wu)法(fa)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)的(de)，需(xu)要(yao)對(dui)變(bian)頻(pin)器(qi)進(jin)行(xing)特(te)殊(shu)模(mo)式(shi)設(she)定(ding)後(hou)才(cai)能(neng)正(zheng)常(chang)使(shi)用(yong)，否(fou)則(ze)會(hui)出(chu)現(xian)溜(liu)鉤(gou)和(he)啟(qi)動(dong)不(bu)夠(gou)力(li)的(de)情(qing)況(kuang)，變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)設(she)置(zhi)方(fang)法(fa)和(he)內(nei)容(rong)文(wen)中(zhong)會(hui)有(you)重(zhong)點(dian)介(jie)紹(shao)。

　　
　　重物被吊離地麵

　　三、控製方案製定和實施

　　3.1．方案製定

　　門吊變頻選用台達C2000控製器。變頻器外觀如下圖所示：

台達C2000變頻器

　　台達C2000變頻器是新一代高性能變頻產品，主要特點和分析如下：

　　 強化無感向量控製(SVC)響應提升轉矩特性。

　　門吊的負載較大，常規V/F模式輸出轉矩無法達到要求，而強化的向量控製模式可以提升轉矩特性，使得起升能獲得更大的輸出轉矩。

　　 功率範圍0.75KW-355KW。

　　寬廣的功率段，以後會做到630KW。

　　 零速轉矩輸出

　　在零速運轉模式下，SVC下可以自動執行直流製動，通過和製動機構配合可防止溜鉤。

　　 LCD多語言操作界麵。

　　LCD操作界麵提供了更豐富的操作信息，參數描述可視化，參數設置更便利，維護方便。

　　 內置PLC

　　門吊需要控製的點不多，且都是邏輯控製，內置的PLC完全滿足控製要求。

　　 雙額定設計 (ND輕負載/HD重負荷)。

　　重載模式下提高過負載能力，可以過負載額定輸出電流180%3秒鍾，200%2秒鍾。

　　3.2.方案實現：

　　
　　變頻器端子接線圖

　　 控製模式

　　起升變頻必須工作在SVC（無感測矢量控製）模式下，要獲得理想的矢量控製性能，必須對變頻器進行自整定，從而獲得電機的內部物理參數，如轉、定子電阻和磁通互感量等，自整定開始之前需設置電機的滿載電流、額定功率、額定轉速等電機的特性參數。具體設置方法如下：

　　 a.設置電機參數，現場電機參數如下表所示：

主副鉤電機的參數

　　注：無載電流按40%滿載電流計算。

　　 b.修改整定模式，C2000有5種自整定模式可選，選擇感應電機靜態測試，該方式無需負載脫離電機，整定過程中電機不運轉。

　　c.啟動變頻，C2000麵板提供了AUTO（自動）和HAND(手動)兩種模式的切換，如果AUTO模式已經設置為端子操作，不方便調試的話，可以切換為HAND模式進行啟動，麵板會顯示整定畫麵，若幹秒後整定結束。

　　d.修改速度模式為SVC向量模式，設置完成。

　　 直流製動

　　起qi升sheng機ji構gou都dou配pei有you機ji械xie製zhi動dong機ji構gou，目mu的de是shi為wei了le停ting車che製zhi動dong防fang止zhi行xing走zou過guo程cheng中zhong溜liu鉤gou，變bian頻pin器qi在zai運yun行xing過guo程cheng中zhong需xu和he機ji械xie製zhi動dong機ji構gou緊jin密mi配pei合he，機ji械xie製zhi動dong機ji構gou的de開kai合he是shi通tong過guo變bian頻pin器qi的de運yun轉zhuan與yu否fou狀zhuang態tai輸shu出chu端duan子zi控kong製zhi的de，下xia麵mian簡jian單dan說shuo明ming製zhi動dong過guo程cheng。

　　變頻啟動：隨sui著zhe變bian頻pin器qi啟qi動dong後hou，機ji械xie製zhi動dong機ji構gou也ye隨sui之zhi關guan閉bi，在zai變bian頻pin器qi建jian立li旋xuan轉zhuan磁ci場chang之zhi前qian，輸shu出chu力li矩ju沒mei有you到dao達da要yao求qiu，因yin此ci需xu要yao變bian頻pin器qi提ti供gong製zhi動dong力li矩ju鎖suo住zhu電dian機ji，防fang止zhi溜liu鉤gou，當dang直zhi流liu製zhi動dong持chi續xu時shi間jian一yi過guo，輸shu出chu頻pin率lv達da到dao起qi動dong頻pin率lv時shi，變bian頻pin器qi轉zhuan矩ju建jian立li，開kai始shi加jia速su動dong作zuo。

　　變頻停止：變(bian)頻(pin)停(ting)止(zhi)時(shi)，先(xian)做(zuo)減(jian)速(su)動(dong)作(zuo)，輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)到(dao)達(da)製(zhi)動(dong)起(qi)始(shi)頻(pin)率(lv)後(hou)，直(zhi)流(liu)製(zhi)動(dong)開(kai)始(shi)，等(deng)到(dao)變(bian)頻(pin)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)降(jiang)為(wei)零(ling)後(hou)，機(ji)械(xie)製(zhi)動(dong)機(ji)構(gou)開(kai)啟(qi)，此(ci)時(shi)機(ji)械(xie)製(zhi)動(dong)和(he)直(zhi)流(liu)製(zhi)動(dong)同(tong)時(shi)起(qi)作(zuo)用(yong)，製(zhi)動(dong)設(she)置(zhi)時(shi)間(jian)一(yi)到(dao)直(zhi)流(liu)製(zhi)動(dong)結(jie)束(shu)。

　　　　直流製動輸出時序圖

　　 波形分析

　　上位機軟件VFDsoft可以通過變頻器的485端口，實時采集現場變頻器狀態信息，如啟停狀態、工作電流、輸出頻率和DC-BUSdeng，tongguozhaxunshijianzhoukeyibijiaozhiguandekandaobianpinzaiqitingyunzhuanguochengzhongdeyixiliebianhua，congerbangzhufenxibianpinqigongkuang。yixiashixianchangzhuaqudezhufugoushangxiaxingboxing。　　

　　主勾上下行波形

　　副鉤上下行波形

　　從cong以yi上shang波bo形xing可ke以yi看kan出chu變bian頻pin器qi在zai起qi始shi和he結jie束shu電dian流liu輸shu出chu較jiao大da，運yun行xing過guo程cheng中zhong輸shu出chu平ping穩wen。變bian頻pin調tiao試shi的de原yuan則ze是shi在zai保bao證zheng啟qi停ting不bu溜liu鉤gou的de情qing況kuang下xia，減jian少shao直zhi流liu製zhi動dong的de電dian流liu準zhun位wei和he製zhi動dong時shi間jian，同tong時shi需xu要yao考kao慮lv客ke戶hu在zai使shi用yong過guo程cheng中zhong偶ou爾er會hui進jin行xing超chao載zai操cao作zuo，要yao留liu有you一yi定ding餘yu量liang。

　　 參數設置

　　通過VFDsoft可以上下載參數，並可保存為表格文件。按照調試中先後設置參數的順序進行彙集陳列如下。