一、起重機(jī)技術(shù)特點(diǎn)
      對(duì)于起重行業(yè)，國(guó)產(chǎn)變頻器一直很難進(jìn)入，主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)沒(méi)有幾家有真正的好的矢量型變頻器，藍(lán)海華騰變頻器改變了這一現(xiàn)實(shí)，藍(lán)海華騰變頻器是真正的矢量型變頻器，其主體團(tuán)隊(duì)都來(lái)自世界500強(qiáng)的企業(yè)，在變頻器行業(yè)擁有數(shù)十年的研發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，全面掌握變頻器核心技術(shù)。
起重這個(gè)行業(yè)要求變頻器具有的特點(diǎn)：
      平穩(wěn)、可靠，有良好的低速就位性能.。變頻技術(shù)的飛躍發(fā)展，特別是矢量控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的應(yīng)用，變頻技術(shù)日趨成熟，以其寬廣的調(diào)速范圍、較高的穩(wěn)速精度、快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)以及能在四象限作可逆運(yùn)行特性，其應(yīng)用位居交流傳動(dòng)之首，其調(diào)速性能完全可以和直流傳動(dòng)相媲美，并有取代之趨勢(shì)。
      起重機(jī)，其核心機(jī)構(gòu)是起升機(jī)構(gòu)，在起升機(jī)構(gòu)上采用變頻調(diào)速必須解決的關(guān)鍵技術(shù)為：
◆ 低頻時(shí)能保證恒轉(zhuǎn)矩輸出，以避免低頻時(shí)滿負(fù)載工況下發(fā)生帶不動(dòng)負(fù)載的現(xiàn)象；
◆ 滿負(fù)載時(shí)在空中制動(dòng)停車或再提升時(shí)，不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象；
◆ 電動(dòng)機(jī)減速或重載下放時(shí)，再生制動(dòng)能量必須迅速釋放；
◆ 實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速，輕、空載起升速度提高一。
于上述問(wèn)題，我們?cè)谠O(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用調(diào)試中是這樣解決的：
      以藍(lán)海華騰V6變頻器為例，變頻器具有三種控制模式，第一種為無(wú)編碼器矢量控制1控制方式；第二種為無(wú)編碼器矢量控制2控制方式；第三種有編碼器矢量控制2控制方式，即常說(shuō)的閉環(huán)矢量控制方式。我們選用第三種控制模式，閉環(huán)控制的速度反饋采用增量式脈沖編碼器，系統(tǒng)具有足夠的調(diào)速硬度和良好的低頻轉(zhuǎn)矩特性，即使在0Hz電機(jī)也能以180%額定轉(zhuǎn)矩輸出，以避免低頻時(shí)滿負(fù)載工況下發(fā)生帶不動(dòng)負(fù)載的現(xiàn)象。
      起升機(jī)構(gòu)有機(jī)械制動(dòng)器，當(dāng)變頻器作為調(diào)速手段時(shí)，在起升機(jī)構(gòu)上升或下降以及在空中停止的瞬間，機(jī)械制動(dòng)回路與變頻器加、減速時(shí)間的匹配是一個(gè)非常關(guān)鍵的方面；在工作過(guò)程中，既要防止溜鉤現(xiàn)象的產(chǎn)生，又必須防止由于時(shí)間匹配不當(dāng)而引起松閘太慢或抱閘太快現(xiàn)象。若匹配不當(dāng)可能引起電機(jī)的堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致變頻器保護(hù)跳閘，致使工作中斷。在實(shí)際應(yīng)用中，我們通過(guò)在啟動(dòng)時(shí)控制起升制動(dòng)器延時(shí)松閘，停止時(shí)控制變頻器零速信號(hào)進(jìn)行抱閘能較好的控制溜鉤現(xiàn)象。
      對(duì)再生制動(dòng)能量的處理方式有兩種，一種是用制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻來(lái)吸收，另一種是通過(guò)在直流側(cè)設(shè)置公共母線的逆變橋使之回饋到電網(wǎng)。采用能耗電阻的方式，在制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的選擇上應(yīng)考慮到起升機(jī)構(gòu)屬位能性負(fù)載特性，不能按制造廠商推薦使用的制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的容量，必須增加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的容量，電阻的阻值決定著制動(dòng)電流，也就是決定著制動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，在起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)中長(zhǎng)時(shí)間的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性決定需要考慮的并不是它的阻值，而是它的功率，即在設(shè)計(jì)中把制動(dòng)電阻的功率增加了一倍，保證再生制動(dòng)能量迅速釋放。
      采用公共直流母線下的多逆變器驅(qū)動(dòng)方式, 使系統(tǒng)電路形式簡(jiǎn)潔、緊湊。再生制動(dòng)能量采用回饋到電網(wǎng)的方式，這是因?yàn)榭紤]到起升機(jī)構(gòu)重載下放時(shí)長(zhǎng)時(shí)間的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須由大量的制動(dòng)電阻來(lái)吸收。另外，當(dāng)任意兩個(gè)以上的機(jī)構(gòu)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，若某一機(jī)構(gòu)傳動(dòng)電機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，其再生制動(dòng)能量可經(jīng)直流母線直接供給處于電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)，可大大提高能量的再生利用率。但采用再生制動(dòng)能量回饋方式價(jià)格較貴。
      系統(tǒng)由一個(gè)整流/回饋單元加多個(gè)逆變器組成，逆變器的數(shù)量取決于整個(gè)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)所需的逆變器個(gè)數(shù)，整流/回饋單元為各逆變器提供公共直流母線(COMMON DC BUS)，它除了設(shè)有整流橋外還設(shè)有逆變橋，當(dāng)電機(jī)處于減速或重載下放工況使直流母線電壓升高時(shí)，其逆變橋開(kāi)始工作并將再生制動(dòng)能量回饋至電網(wǎng)，從而使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)四象限可逆運(yùn)行。
      50Hz以下實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，空鉤或只帶吊具時(shí)可運(yùn)行在50Hz以上，速度提高一倍，實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速， 若PLC與變頻器控制為通訊方式，起升速度控制可隨載荷自動(dòng)升速或降速。PLC檢測(cè)吊重起動(dòng)時(shí)的電流值進(jìn)行控制，也可通過(guò)超負(fù)荷限制器的重量信號(hào)來(lái)控制恒功率升速，提高生產(chǎn)率。
二、變頻調(diào)速技術(shù)在起重機(jī)電氣傳動(dòng)上的應(yīng)用具有以下特點(diǎn)
◆ 變頻系統(tǒng)與直流傳動(dòng)方案相比，可以不用制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、維護(hù)麻煩的直流電動(dòng)機(jī)，而選用方便、 節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的交流電動(dòng)機(jī).。
◆ 變頻系統(tǒng)與常規(guī)電氣控制方案相比，省去了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)的大功率電阻、加速接觸器和電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)交流接觸器。
◆ 電機(jī)加減速時(shí)間可調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動(dòng)，軟停止，速度變化平滑，運(yùn)行平穩(wěn)，低速性能穩(wěn)定。
◆ 能滿足起升機(jī)構(gòu)對(duì)調(diào)速硬度、低頻轉(zhuǎn)矩特性及四象限運(yùn)行的要求；可以長(zhǎng)時(shí)期低速運(yùn)行；能有效的防止重載空中溜鉤現(xiàn)象。
◆ 采用矢量控制閉環(huán)方式，0Hz時(shí)起升電機(jī)也能以額定轉(zhuǎn)矩輸出。實(shí)現(xiàn)零速抱閘，可以全速受控，減少抱閘閉合時(shí)的振動(dòng)及抱閘磨損。
◆ 無(wú)需采用機(jī)械變速裝置，利用變頻調(diào)速50Hz以上恒功率調(diào)速方式即可將空鉤及輕載工況的起升速度提高一倍，類似于直流電機(jī)的弱磁升速方式，可大大提高生產(chǎn)率。
◆ 配用PLC后，控制柜體積大為減少，元件少，若和變頻器之間采用通信方式，則無(wú)需使用PLC I/O接口及變頻器輸入端子。
三、藍(lán)海華騰變頻器的結(jié)構(gòu)與保護(hù)
◆ 變頻器的基本構(gòu)成與功能
　?。?） 主回路
給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)頻調(diào)壓電源的電力變換部分稱為主回路。
　　 a．整流器。把工頻電源變換為直流電源，電功率的傳送不可逆；
　　 b．濾波器。在整流器整流后的直流電壓中，含有脈動(dòng)電壓，此外，逆變器回路產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電抗器和電容器吸收脈動(dòng)電（電流）；
c．逆變器。逆器的作用是在所確定的時(shí)間里有規(guī)則地使六個(gè)功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷，從而將直流功率變換為所需電壓和頻率的交流輸出功率；
d．制動(dòng)單元。異步電機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域運(yùn)行時(shí)，再生能量首先儲(chǔ)存于儲(chǔ)能電力電容器中，使直流電壓升高。對(duì)起重機(jī)機(jī)械系統(tǒng)慣量所積蓄的能量比電容器能儲(chǔ)存的能量大，并且需要快速制動(dòng)，必須用可逆變流器把再生能量反饋到電網(wǎng)側(cè)，這樣節(jié)能效果更好，或設(shè)置制動(dòng)單元，把多余再生功率消耗掉，以免直流回路電壓的上升超過(guò)限值。
（2）控制回路
　　a． 將外部轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)回路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定變頻器的輸出電壓、頻率；
b．電壓/電流檢測(cè)回路。檢測(cè)主回路電壓、電流等；
c．驅(qū)動(dòng)回路。驅(qū)動(dòng)主回路功率開(kāi)關(guān)器件，使之導(dǎo)通、關(guān)斷；

d．轉(zhuǎn)速檢測(cè)回路。檢測(cè)速度信號(hào)送入運(yùn)算回路。
◆  保護(hù)回路。保護(hù)回路可分為變頻器保護(hù)和異步電機(jī)的保護(hù)
（1） 瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)。由于變頻器負(fù)載側(cè)短路等原因，流過(guò)變頻器的電流達(dá)到異常值時(shí)，立即停止工作；
（2） 過(guò)載保護(hù)。變頻器電流超過(guò)一定值，且連續(xù)流通超過(guò)規(guī)定時(shí)間，停止工作；
（3） 再生過(guò)電壓保護(hù)。采用變頻器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率引起直流電路電壓升高超過(guò)允許值時(shí)，停止運(yùn)行；
（4） 瞬時(shí)掉電保護(hù)；
（5） 對(duì)地過(guò)電流保護(hù)；
（6） 冷卻風(fēng)機(jī)異常異步電機(jī)的保護(hù)；
（7） 超速保護(hù)。變頻器的輸出頻率或者變頻電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停止變頻器運(yùn)行。
四、藍(lán)海華騰變頻器在起重機(jī)上的應(yīng)用方案和調(diào)試指導(dǎo)
      采用藍(lán)海華騰V6-H-4T75G/90L高力矩電流矢量型變頻器，采用閉環(huán)控制；變頻器選型根據(jù)電機(jī)電流乘以1.3倍來(lái)選擇變頻器，旋轉(zhuǎn)編碼器采用集電器輸出推挽型，如日本歐姆龍公司E6B2-WZC1024R/M型，采用本公司PG01卡，與旋轉(zhuǎn)編碼器連接，旋轉(zhuǎn)編碼器的電壓選用12V~24V，75KW以下的變頻器采用內(nèi)置制動(dòng)單元，75KW以上的采用外置制動(dòng)單元并選用直流電抗器，制動(dòng)單元根據(jù)制動(dòng)的能量采用兩種制動(dòng)電壓650V或700V，制動(dòng)電阻按說(shuō)明選用，大功率的情況下一定注意功率的配置合理，在起重機(jī)上一般采用分段速控制，變頻器的輸入端口一般控制電壓內(nèi)置直流24V，由于起重機(jī)線槽導(dǎo)線較多而且電流較大，對(duì)24V控制電流干擾較大，我們采用220V交流繼電器進(jìn)行中轉(zhuǎn)，通過(guò)繼電器將控制信號(hào)輸入PLC，X1一般定義為正轉(zhuǎn)，X2定義為反轉(zhuǎn)其他端口定義為多段速，RC繼電器輸出口做為故障輸出，切斷總電源，Y1 24V外接直流繼電器作為制動(dòng)接觸器的開(kāi)關(guān)信號(hào)。
菜單調(diào)試：P0.0=8，過(guò)程開(kāi)環(huán)控制
P9電機(jī)參數(shù)：從P9.00到P9.04將電機(jī)參數(shù)輸入，P9.15做自整定
將Y1設(shè)定為FDT功能，F(xiàn)DT時(shí)間根據(jù)電機(jī)慣性和制動(dòng)器的閉合時(shí)間確定并注入直流制動(dòng)，防止溜鉤。
重載時(shí)，要停車從四檔回到一擋，速度穩(wěn)定后降控制器回到0，空載時(shí)可以直接從正轉(zhuǎn)四檔打到反轉(zhuǎn)四檔。
使用PLC的目的，采用20點(diǎn)PLC，5輸入4輸出，PLC將凸輪控制器信號(hào)轉(zhuǎn)換成變頻器能夠識(shí)別的二進(jìn)制信號(hào)，并延時(shí)風(fēng)機(jī)的停止。
使用效果，抱閘效果良好，載重停車無(wú)溜鉤，變頻器長(zhǎng)期使用無(wú)任何故障記錄，各項(xiàng)保護(hù)完備。
調(diào)試參數(shù)記錄如下：
P0.03=8，P0.05=10，P0.06=1（.端子控制），P0.08=2.2，P0.09=2.7，
P3.01=80，P3.02=0.6，P3.05=2，P3.06=0.3，P3.08=1，P3.09=0，
P4.22=25，P4.23=35，P5.00=2(正轉(zhuǎn))，P5.01 =2(反轉(zhuǎn))，P5.02=9，P5.03=10，
電機(jī)參數(shù)自動(dòng)辯識(shí)
P9.01= 10(10p)，P9.02=590，P9.03=63，P9.04=136，P9.05=65.6，
PA組控制參數(shù).
PA.00=6(載波)，PA.09=1，PA.11=650(制動(dòng)單元?jiǎng)幼麟妷?
調(diào)試注意事項(xiàng)：動(dòng)力線與控制線一定要分開(kāi)走線；否則干擾特別大；停車方式一定要選擇P3.05=2(減速停車+直流制動(dòng))；一定要檢查好機(jī)械抱閘；制動(dòng)電阻一定要按照標(biāo)準(zhǔn)選擇；起重設(shè)備上一定要裝超限控制器；避免重物過(guò)重；造成事故另外選擇變頻器一定要根據(jù)電流選擇變頻器，電機(jī)電流乘以1.3為合適。一定要是藍(lán)海華騰這樣真正的電流矢量型變頻器。
五、結(jié)論
藍(lán)海華騰V&T變頻器是一款真正能夠勝任起重機(jī)行業(yè)的變頻器；希望大家支持國(guó)產(chǎn)！