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)械特定硬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，起動(dòng)力矩大等優(yōu)點(diǎn)，但這必須安裝軸編碼器采集電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)，在很多老式門(mén)座機(jī)改造的現(xiàn)場(chǎng)，加裝軸編碼器困難很大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，然而英威騰CHV190系列起重提升專(zhuān)用變頻器采用開(kāi)環(huán)矢量控制也能實(shí)現(xiàn)門(mén)座機(jī)平穩(wěn)起制動(dòng)，確保良好控制不溜鉤，本文就是一個(gè)CHV190在固定式門(mén)座機(jī)開(kāi)環(huán)矢量控制改造的實(shí)例。

　　關(guān)鍵字：CHV190，開(kāi)關(guān)矢量控制，門(mén)座機(jī)，軸編碼器

      Abstract: Recently crane electric system adopt close-loop vector control mostly in lifting motor，that bring good  mechanical properties, fast dynamic response and high start torque .All of these depend on shaft encoder collecting speed signal from motor, and there are so many problems for the shaft encoder’s installation in most of  the alteration projects with old portal crane electric system. However, INVT CHV190 series frequency converter could also realize smooth and steady control for portal crane motor by open-loop vector control , make sure no downwards sliding before starting ,this  article describes a successful  using of open-loop vector control in fixed portal crane alteration projects  by CHV190.

      Keywords：CHV190, Open-loop vector control，Portal crane，Shaft encorder

　　一、系統(tǒng)概述

　　固定式門(mén)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(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。系統(tǒng)有提升、回轉(zhuǎn)、變幅三個(gè)機(jī)構(gòu)，由于轉(zhuǎn)臺(tái)和支承固定于工作場(chǎng)所的土建基礎(chǔ)上，故沒(méi)有大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)，不能實(shí)現(xiàn)整機(jī)的水平移動(dòng)。

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

　　本項(xiàng)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(tái)55KW繞線式異步電動(dòng)機(jī)，改造前為傳統(tǒng)繼電器接觸器控制線路，沒(méi)有PLC控制器，起升電機(jī)采用串電阻調(diào)速，通過(guò)逐級(jí)切除轉(zhuǎn)子電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)多檔切換和起動(dòng)電流限制，該調(diào)速方式可靠性低，噪音大，能耗高，故障停時(shí)長(zhǎng)，機(jī)械抱閘由液壓制動(dòng)器完成，當(dāng)起升手柄回零，抱閘信號(hào)立即送出，沒(méi)有減速停車(chē)時(shí)間，抱閘沖擊很大，對(duì)金屬結(jié)構(gòu)、機(jī)械傳動(dòng)裝置以及制動(dòng)器本身都造成損壞，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(duì)門(mén)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(chǎng)情況，加裝軸編碼器非常不易，而該門(mén)座機(jī)主要用于裝卸鋼卷、鋼絲條等件雜貨，對(duì)定位精度要求不高，客戶(hù)要求原有控制線路不做大規(guī)模變動(dòng)，仍然保留原來(lái)的控制線路和連鎖保護(hù)，改動(dòng)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(tái)CHV190-075G-4+制動(dòng)單元+制動(dòng)電阻驅(qū)動(dòng)2臺(tái)55KW繞線電機(jī)；

　　2.不配置異步PG卡，直接采取開(kāi)關(guān)矢量控制；

　　3.制作兩臺(tái)變頻柜，配置斷路器，輸入輸出電抗器，隔離變壓器，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(kāi)關(guān)柜旁邊，將開(kāi)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(dòng)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(guò)中間繼電器隔離處理作為變頻器多段速給定信號(hào)以及方向信號(hào)。

　　7.改造制動(dòng)器控制方式，采用變頻器輸出繼電器端子作為制動(dòng)器油泵電機(jī)接觸器的線圈控制信號(hào)，由變頻器實(shí)現(xiàn)減速停車(chē)，加速起動(dòng)，松閘/抱閘，保證不溜鉤的同時(shí)避免對(duì)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(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，抱閘在運(yùn)行信號(hào)消失的同時(shí)動(dòng)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(guò)程

　　1．起升變頻器1調(diào)試過(guò)程

　　由于負(fù)載現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法分開(kāi)，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(jiàn)下表：

設(shè)置其他參數(shù)如下

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)

設(shè)置其他參數(shù)如下

　　參數(shù)設(shè)定完畢后，兩臺(tái)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(kāi)始瞬間開(kāi)始下溜，調(diào)整2#變頻器參數(shù)P2.07為0.059,P2.11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(guò)程中出現(xiàn)下溜，雖然不是每次都發(fā)生，但是客戶(hù)表示不能接受，于是我方調(diào)整1#變頻器P2.08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(yǔ)

　　起重機(jī)行業(yè)對(duì)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(duì)于改造項(xiàng)目，存在安裝編碼器困難，改動(dòng)線路多，改造周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，但是開(kāi)環(huán)矢量控制往往又滿足不了改造后的起重機(jī)的性能要求，ABB、西門(mén)子、安川等進(jìn)口變頻器的開(kāi)環(huán)矢量控制也很少成功，英威騰CHV190系列變頻器的開(kāi)環(huán)矢量控制在門(mén)座機(jī)的成功應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)產(chǎn)變頻器在起重提升行業(yè)的技術(shù)突破，走在世界的前列。

　　六、參考文獻(xiàn)

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

　　2.《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T38112004