門座式起重機是一種造船廠常用的起重機，主要用于船臺、浮船塢和艤裝現(xiàn)場，進行船體拼接、設(shè)備艤裝等吊裝工作，用吊鉤作為吊具。這類設(shè)備的最大起重量達300 噸，幅度大時起重量相應(yīng)減小，有多檔起升速度，吊重輕時可提高起升速度，有些工作機構(gòu)還備有微動裝置，以滿足安裝要求。

　　變頻器調(diào)速是近年發(fā)展起來的自動控制技術(shù)，它利用改變被控對象的電源頻率，成功實現(xiàn)了交流電動機大范圍的無級平滑調(diào)速，在運行過程中能隨時根據(jù)電動機的負載情況，使電機始終處于最佳運行狀態(tài)，在整個調(diào)速范圍內(nèi)均有很高的效率，節(jié)能效果明顯。采用變頻器對異步電動機進行調(diào)速控制， 使用方便、可靠性高， 且經(jīng)濟效益顯著。

　　本文主要介紹英威騰專為起重機定制的變頻器Goodrive 350-19在造船門座式起重機上的具體應(yīng)用。

　1 門座式起重機組成介紹

　　門座式起重機由機械部分和電氣系統(tǒng)兩大部分組成。

　　1.1門座式起重機的組成

　　門座式起重機結(jié)構(gòu)分為主起升、副起升、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)等機構(gòu)組成。主起升、副起升、變幅機構(gòu)配有電力液壓鼓式制動器作為停止運行后制動，需由具有起重抱閘專用邏輯功能的變頻器驅(qū)動控制，以達到各機構(gòu)接受運行、停止、變速定點停車等功能，不允許“溜車”事故發(fā)生如圖1所示。

圖 1 30T/10T 門座式起重機實體圖

　　1.2 門座式起重機電氣系統(tǒng)介紹

　　門座式起重機電氣系統(tǒng)主要由人機界面、PLC、變頻器、電動機、制動器、制動系統(tǒng)等組成。各機構(gòu)電機參數(shù)如表1所示。

表 1 各機構(gòu)電機參數(shù)

　　系統(tǒng)對變頻器的要求如下：

　　(1)能實現(xiàn)閉環(huán)控制，具有大的啟動轉(zhuǎn)矩，通常超過150%的額定轉(zhuǎn)矩，若考慮超載實驗等因素，至少應(yīng)在起動加速過程中提供200%的額定轉(zhuǎn)矩。

　　(2) 由于機械制動器的存在，為使變頻器輸出轉(zhuǎn)矩與機械制動器的制動轉(zhuǎn)矩平滑切換，不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象，具有變頻器啟動信號與機械制動器動作信號的控制時序。

　　(3) 當?shù)蹉^向下運行在減速段時，電動機將處于再生發(fā)電狀態(tài)，其能量要向變頻器母線側(cè)回饋，必須根據(jù)不同的現(xiàn)場情況處理這部分再生能量。

　　(4) 提升重物離開地面時瞬間負載變化劇烈，變頻器應(yīng)能對這種沖擊性負載進行平滑控制。

　　(5) 由于生產(chǎn)效率的要求，門座式起重機須具備快速啟停提升能力。

　　2 英威騰變頻器應(yīng)用方案

　　2.1門座式起重機控制方案

　　門座式起重機通過操作室操作手柄、人機界面發(fā)出指令給到PLC，經(jīng)PLC處理運算后輸出控制變頻器啟停(端子命令)及速度命令(多段速信號)，驅(qū)動各執(zhí)行機構(gòu)電動機在不同運行階段實現(xiàn)調(diào)速，如圖2所示?？刂葡到y(tǒng)包括以下幾個部分：

　　(1)主起升、副起升、變幅機構(gòu)電機由對應(yīng)的Goodrive 350-19系列起重專用變頻器驅(qū)動，設(shè)置抱閘專用邏輯使能，根據(jù)門座式起重機專用抱閘時序邏輯控制制動器開合閘，抱閘邏輯控制融合轉(zhuǎn)矩驗證，轉(zhuǎn)矩建立完成后進行松閘控制，安全不“溜車”。

　　(2) 回轉(zhuǎn)機構(gòu)有2臺22K W /380V電機，由1臺55KWGoodrive 350-19系列起重專用變頻器同時驅(qū)動1#回轉(zhuǎn)電機和2#回轉(zhuǎn)電機。

　　(3) 行走機構(gòu)有8臺4KW/380V電機，由1臺55KWGoodrive 350-19系列起重專用變頻器同時驅(qū)動1#行走電機至8#行走電機。

　　(4)起升機構(gòu)下行、回轉(zhuǎn)、行走機構(gòu)慣性停車時發(fā)電產(chǎn)生的能量通過外置(DBU)或內(nèi)置的制動單元以及外接的制動電阻發(fā)熱耗散。

　　　　圖 2 門座式起重機電氣系統(tǒng)示意圖

　　2.2電氣配置(見表2)

表 2 系統(tǒng)電氣配置

　　2.3現(xiàn)場電控柜(見圖3)

圖 3 現(xiàn)場電控柜

　　3 應(yīng)用優(yōu)勢

　　Goodrive350-19系列起重專用變頻器完全可以勝任門座式起重機設(shè)備的重負荷現(xiàn)場應(yīng)用工況，無論在過載能力、加減速時間、力矩、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)速度、運行電流、電機噪聲、穩(wěn)速精度等方面均有出色表現(xiàn)，專用的抱閘邏輯，起吊重物時運行平穩(wěn)、安全、可靠不溜鉤，完全可以滿足各種現(xiàn)場應(yīng)用要求。系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢包括：

　　(1) 系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，GD350-19優(yōu)異的閉環(huán)矢量控制性能具備零速高轉(zhuǎn)矩輸出能力。

　　(2) ) 變頻器快速的動態(tài)響應(yīng)，瞬時高達200 %的轉(zhuǎn)矩輸出，有效保證了起重機零速保持狀態(tài)下不產(chǎn)生“溜鉤”現(xiàn)象。

　　(3)產(chǎn)品功率段齊全，完全滿足主起升、副起升、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)等執(zhí)行機構(gòu)應(yīng)用要求。

　　(4)功能宏參數(shù)調(diào)試簡單，功能齊全。

　　(5)起升和變幅抱閘控制非常平穩(wěn)。

　　4 結(jié)束語

　　本文主要介紹了英威騰Goodrive 350 -19 系列變頻器在浙江某船廠門座機上的實際應(yīng)用情況，并對此類場合的應(yīng)用特點和注意事項進行了簡要的介紹?？蛻魢栏癜凑占夹g(shù)指標進行了載荷試驗，各項功能、性能均合格， 尤其是起升和變幅抱閘控制非常平穩(wěn)，充分體現(xiàn)了英威騰Goodrive350- 19變頻器的優(yōu)異性能和控制方案的優(yōu)越性，Goodrive350- 19變頻器完全勝任起重機重負荷現(xiàn)場，成為門座式起重機高性能、高可靠性變頻器的理想選擇，值得推廣。