AB PowerFlex700变频器在起重机上的特色应用.doc

AB PF700变频器在起重机改造中“一机多用”1引言：起重行业变频调速控制系统在国内的应用起步较晚，但经过多年的实践和应用，加之高性能变频的出现，目前，其应用控制技术已日臻完美。而各大知名变频器生产商的竞争重点不但于局限产品的基本或通用功能上，而更是是强调各自产品的与众不同功能和应用特色上.本文介绍AB PowerFlex700变频器在起重机改造中的实际特色应用。2 控制系统和硬件设计2.1工程背景与工况介绍我公司机加工车间新购一批德国精密磨床，该厂房原料搬运先前采用的是起重量为20/5t绕线电机控制的常规桥吊，各机构运行在运行时，电机皆为定子全压配合转子切电阻方式启动方式，启停相对较“猛”，冲击较大。 由于该吊车不具备调速功能，不能实现低转速满转矩下的长期运行；尤其物料在需要在低速慢放定位时非常困难，吊车司机难于操控，往往对数控机床造成很大伤害，且存在安全隐患。鉴于以上情况公司决定对该吊车电控进行变频升级改造在充分考虑此次改造经济性,实际工况要求以及技术性能和特色后，我们最终选择AB 公司 PowerFlex700变频器，充分利用了该变频器起升转矩校验功能以及能够存储三组完全独立用户参数（包括辨识电机模型）的特点，智能切换调用各运行机构参数，实现吊车控制工艺要求。2.2系统方案和硬件组成2.2.1系统方案原理（一台变频器分别控制主钩、副钩、小车三个机构）切换变频输出侧3个接触器实现三机构电机选择，见图1。图1.控制系统主回路原理图三机构切换条件及抱闸控制逻辑原理图，见图2。图2.机构选择及抱闸控制原理图数字量输入给定与调用存储器三组独立用户参数，分别控制三机构，见图3。图3. 速度指令给定及三组用户参数切换原理图2.2.2系统硬件组成变频器： 2220BC072AOAYNANCO+20-HIM-A3+20B-ENC-1（配内置制动单元，数字操作面板，编码器模块）主钩电机：YZR225M-8M，加装编码器HLE-1024L-3LY*AC副钩电机：YZP180L-6，小车电机：YZP132M2-6，低压电器：断路器、接触器、继电器、电抗器、操作主令、转换开关、限位开关、快速熔断器等。制动电阻：不锈钢材质3变频器的参数设置3.1.设置步骤步骤一：变频器上电后先将P196#参数设置成1，再按照User set 1中的参数进行设置。步骤二：设置完成后将P61#参数设置成1，然后启动变频器对小车进行静态自整定（此过程要保证变频器与小车电机之间的接触器处于闭合状态）。步骤三：自整定完毕后，通过P199将参数保存在变频器的User set 1中。步骤四：将变频器恢复出厂值，恢复出厂之后变频器将会报故障，按操作面板的停止按钮清楚故障。步骤五：在变频器的start-up选项中完成对主钩的动态自整定和转动惯量测试（此过程要保证变频器与主钩电机之间的接触器处于闭合状态）。步骤六：将P196#参数设置成1，按照User set 2中的参数进行设置步骤七：完成第六步后，通过P199将参数保存在变频器的User set 2中步骤八：将变频器恢复出厂值，恢复出厂之后变频器将会报故障，按操作面板的停止按钮清楚故障。步骤九： 在变频器的start-up选项中完成对副钩的动态自整定和转动惯量测试（此过程要保证变频器与副钩电机之间的接触器处于闭合状态）。步骤十：将P196#参数设置成1，再按照User set 3中的参数进行设置。步骤十一：完成第十步后，通过P199将参数保存在变频器的User set 3中步骤十二：将P204#参数的bit0位设置成1，设置完成3.2参数设置注意事项与优化P204#参数bit0位设置成1之后，变频器的任何参数将不允许再进行改动。三组参数组的6个数字量输入必须设置完全一致，否则在P204#参数bit0位设置成1时变频器将会报警。更改User set X中的参数时，先通过P198再将参数从User set X调出，更改完后，通过P199再保存在User set X中，然后再将P204#参数bit0=1。对于起升机构，在无编码器时：;P56# bit8=1否则转矩校验使能后将报故障F28；P81应设置为23倍电机滑差频率,P606应设值应为P81的23倍；P600# bit5=1取消抱闸验证中的溜钩检测环节。斜坡减速停车（P155=1）时，减速时间P142应设为2S(必要时可以辅助直流制动停车P159)；再生能量限制值P153应设为最大值；P163=1(外部制动电阻)。3.3变频三组参数设置表文件名称参数号参数名称默认值小车参数值主钩参数值副钩参数值备注电机控制P41电动机电压380V380V380V按电机铭牌P42电动机电流9.2A55A34.7A按电机铭牌P43电动机频率50HZ50HZ50HZ按电机铭牌P44电动机转速950RPM708RPM735RPM按电机铭牌P45电动机功率3.7KW26KW15KW按电机铭牌P49电动机极数686按电机铭牌P53电机控制模式00440=无速度传感器矢量控制,4=磁通矢量控制P56补偿bit8=0bit8=11=无编码器的转矩校验P61自整定31221=静态调节,2=旋转调节速度命令P80反馈选择00310=开环控制,1=无编码器反馈,3=编码器反馈P81最小速度03HZ0HZ3HZP90速度基准值A选择11111111预置速度1（低速档位）P93速度基准值B选择11141414预置速度4（高速档位）P101预置速度15.0HZ10.0HZ10.0HZ10.0HZ1档速度值（低速档位）P104预置速度430.0HZ50.0HZ50.0HZ50.0HZ2档速度值（高速档位）动态控制P140加速时间110s4s3s3s加速时间1P142减速时间110s4s1.5s1.5s减速时间1P148电流限制值IeX1.5158050P153再生能量限制值-50%-800%-800%-800%当使用外部动态制动时，将此值设置为最大。P145停机动态制动0111P155停机模式11111=斜坡运行P159直流制动时间0s0s2s2sP161母线调节模式A12222=动态制动P163动态制动电阻类型01111=外部制动电阻实用 P196参数访问级别01111=高级参数访问模式P198下载用户参数0123上载用户参数时设置此参数P199保存到用户参数组0123下载用户参数时设置此参数P204动态用户设置配置bit0=0bit0=0bit0=0bit0=0bit0=0: 禁止用户组参数调用功能 bit0=1bit0=1bit0=1bit0=1: 使能用户组参数选择功能P205动态用户设置选择bit0=0bit0=1bit0=1bit0=1bit0=1:使能用户设置选择1 bit1=0bit1=1bit1=1bit1=1bit1=1:使能用户设置选择2输入&输出P361数字量输入选择148888=“正向运行”P362数字量输入选择259999=“反向运行”P363数字量输入选择31815151515=“高速选择”P364数字量输入选择4152222=“清除故障”P365数字量输入选择51641414141=“用户设置选择1”P366数字量输入选择61742424242=“用户设置选择2”P380数字量输出1选择110606010=选择达到频率”（抱闸时变频输出频率）P381数字量输出1级别05HZ00P384数字量输出2选择41111=选择变频故障”（变频器状态输出检测)P388数字量输出3选择43333=选择变频待命”（参数切换时变频状态)P390数字量输出3闭合时间0.0S1.0S1.0S1.0S应用P600转矩校验组态bit0=0无bit0=1bit0=1bit0=1：使能转矩校验功能bit1=0无bit1=0bit1=1bit1=1：使能无编码器选项bit5=0无bit5=0bit5=1bit5=1：无编码器反馈时取消溜钩检测环节。P602速度偏差带范围2HZ无2HZ2HZ无编码器时,该功能无效P603速度偏差带积分时间60MS无60MS60MS无编码器时,该功能无效P606悬停偏差范围停时间02HZ无0.2HZ5.0HZ无编码器时应为等于P81最小频率的23倍P607抱闸设置时间0.1S无0.2S0.2SP608转矩限幅变化率10.0S无10.0S10.0SP609抱闸偏差数250无250250P610溜钩报警行程1.0Revs无1.0Revs1.0Revs无编码器时,该功能无效4总结：转矩校验功能的应用，确保无“溜钩”现象发生，启制动平稳，抱闸安全性得到显著提高；编码器闭环最大的优点是可以做到零速满转矩输出的悬停控制；因此电机起车抱闸打开之前，不必产生过大的电流；停车时可以作到零速时关闭抱闸，避免对机械的冲击；并且由于具有悬停功能，在频繁起停时，可以不关闭机械抱闸；同时由于具有速度反馈，可以做到速度偏差大时的溜钩保护。一定条件下的普通绕线电机的变频改造亦能实现理想的变频调速效