ATV71负载平衡功能应用案例

1、ATV71变频器负载平衡功能应用案例施耐德电气中国)有限公司ISBU NC SAE王文博烟台一、 应用背景工程船的起重臂 由两股钢丝绳牵引(如 图 1 )，钢丝绳由绞盘 (如图 2)卷绕控制长 度，进而控制起重臂的 升降。为保证起重臂平 衡和安全，两股牵引钢 丝绳需保证同步运行，图2船舶绞盘图2船舶绞盘工程船起重能力的 大小直接影响工程船的 性能。船上动力仓的空 间有限，限制了绞盘的 数量和大小。所以需要 在固定的空间能得到更 大的动力。综合诸多因素，船舶设计师在设 计起重臂升降时采用了两个绞盘通 过一根钢轴硬性连接(如图 3)，由两 台相同功率的异步电机共同驱动这 两台绞盘。从而保证两台绞盘

2、的同 步和动力的充沛。起重臂升降有多档位控制，分为超慢(10hz)、超慢(10hz)、慢(30hz)、标准(50hz)、快(75hz)、超快(lOOhz)等5档。为了实现多档位控制，电机驱动采用变频控制方式。对于变频器的选择，因为要实现来台绞 盘的同步，对变频器就要求有同步运行的功能。最终客户选择了施耐德电气生产 的ATV71变频器。ATV71强大的性能和超强的稳定性，可以很完美的保证客户 的应用。二、参数设置当两个电机通过机械连接时，二者速度相同，且每一个电机都由一个变频器 来控制，ATV71变频的负载平衡功能可用于提高两电机间的转矩分配。为此，基 于转矩来改变速度。下面是变频器内关于负载平

3、衡需要设置的参数。1 fa FTn ? 1 fa FTn ? 目E &曲仆电机通就肌械连按吋，二音通度!HFL M每-卩电札耶出丰理牺器电担同，此功能町用卜捷历两屯机 同的帏理仆配_内此-基于鞍距来改龙删与滑差具书相同的做屈I J No (nQ);期陰术阴活I I ciYER即能魅淞桥氐百半电亂栓糾弋馳“叫f；足世舟-FYGHFUGh jjgj到此秸数见谄空贞山LbA:设置为YES。开启“负载平衡”功能。注意：才参数需在停机状态下设置。L H匸快载催正I) r L H匸快载催正I) r imii h?以He为单位的獅应苕1EBL如杲金戦1 (LM = Ym(YES.吐爭堆珂或访问,Lbc:异步

4、电机输出额定转矩对应的频率与同步转速对应的频率(50HZ)的差额。一般可以按同步转速减去额定转速的差值除以同步转速再乘以50HZ计算该值。举例：四极异步电机额定转速:1440r/mi n，理论同步转速：1500r/min；Lbc = (1500 r/min -1440 r/min ) * 50 Hz / 1500 r/min = 2 Hz经计算Lbc设置为2。Schneider琴 ElectricL白匚10负戟修II频率下限1 至 999-9 He0切取1乩戟平荷|lhj=Ye9|OES). ft矣裁可帕谊问、对于艮缶JWMfcKJ负製控正的握小遠度*电軌速度低于业离值时不盘邊行槌正用1花钿1

5、的遵底时歸止 进庁植正* 1记为合FH押屯机轧耳hLbC0页戟修II 飙華上限贺载慨正-甥卑卜Hi(JUjCJ丄 a | 至 1000 He0.1卯册负裁平慚(Ur = v0sO ES),恍辱巔可柚同问a 以H上青单便的站住同豐,速嵐為十册时幅用坯尢如8检1裁。0转重偏汽1 S 旳0%0%如舉|蓟礬早醫hLbA = YM(ES).魅參敢可桂访问对i伍牝枝止敖的址小转矩、师崔转矩的目什薙矯税 电机转矩桂于此剛坤不殳迁行校止， F轧匪*恫建叫阳丁越九怖祈的平粗企性L hf()负找分配就诙器10： ms 至100 ms卯杲员放平循(Ur)=YesJO ES),丸辱談可擁埠问用十檢止帕円问常敌丨廿武簷

6、h Rm*沟单任*1采种机械迭讪器同情况1；.为垃见不稳宦竹.丽柚用此Lbcl :负载修正-频率下限。对于以Hz为单位的负载校正的最小速度。电机 速度低于此阈值时不会进行校正。用于在非常低的速度时防止进行校正，因为会 阻碍电机转动。根据系统功能，在本案例中最低速度为10HZ,所以这里设置为 10。Lbc2:负载修正-频率上限。以Hz为单位的速度阈值，速度大于此值时使用 最大负载校正数。根据系统功能，在本案例中最高速度为100HZ，所以这里设置 为 100。Lbc3 :转矩偏置。对于负载校正数的最小转矩，以额定转矩的百分数表示。 电机转矩低于此阈值时不会进行校正。当转矩方向非恒定时用于避免转矩的

7、不稳 定性。在本案例中负载属于恒转矩运行，经现场调试运行观察运行转矩不会低于 额定转矩的30%。所以设置Lbc3=30。&L P-I陆卑补偿)Q5 150%100%()如黑【枣#1控制美甦冋科E【2点压频比(UF明宙贞压癘比卩呵与【同!1电札宙蚀此皐鬼可橫 在电机瀚址ijUHfii 的讥耐近训严滑泾和空。电串熾前上给H1的辿皿没有塁娶權将瓠* 1IIM1洞莖illMc甯陌龄九；花稳宦状态卩电机不以匸处阿連哎转前.丽丛以仲给定值购連庫转両“ 厠聲淆差设览A实薛命1L迫用摄过度补億,M不阳定.SLP:在电机额定速度设置的值附近调整滑差补偿。电机铭牌上给出的速度没 有必要很精确。如果滑差设置 实际滑

8、差：在稳定状态下电机不以正确的速度转动，而 是以低于给定值的速度运转动。如果滑差设置实际滑差：电机被过度补偿，速度不稳定。通过设置SLP的参数会影响变频器对电机的速度控制的特性，而负载平衡功 能是通过转矩控制来改变速度，如果滑差补偿设置的过大，会引起速度不稳定， 甚至导致负载平衡无法实现。本案例中对速度控制精度要求不高，所以此处设置 SLP=O。三、a)b)c)调试结果三、a)b)c)调试结果两台电机的功率 为55KW；未使 用钢轴硬性连接 前，两台变频器， A电流45A； B 电流48A；两台 电机不能实现同 步运行，存在安 全隐患。两台绞盘通过钢 轴硬性连接后， 未调整负载平衡 功能，两台变频 器无法同步运行, 均出现过载保护。设置好负载平衡 参数后，两台变 频器运行平稳，A电流43A； B电流43A。两台绞盘硬性连接，可保障两台绞盘同步稳