变频器在行车上的应用_HENGSHENG20150504
变频器在行车上的应用
变频电机与普通电机的主要区别在于:
因为变频器的输出有高次谐波,这就要求变频电机的绕组绝缘 等级要比普通电机的高,在改造中如果不更换电动机就必然需 要滤波器将高次谐波滤去,从而减小变频器输出的高次谐波对 电动机的危害!
四、 行车采用变频调速的优点
1 .消除了电动机的薄弱环节
——由于用笼型转子异步电动机取代绕线转子异步电动 机, 从而消除了电刷和滑环等薄弱环节。
提升/转矩校对功能
转矩校对(包括磁通建立和最后转矩测量) 抱闸校对(出现溜钩时的缓慢下放负载模式) 悬停功能 精确位置控制功能 快速停机功能 速度偏差故障、输出丢相故障、编码器丢失故障
转矩校验在起重设备的应用
转矩校验、机械抱闸校验
当变频器收到运行命令, 变频器将: 快速磁通建立,输出转矩 确认输出转矩存在后,释放抱闸 输出控制抱闸闭合 确认抱闸已控制住负载后,输出转矩撤消 (溜钩检测))
2 .行车运行过程可靠
——行车电机多用于低速状态,速度平稳,振动减小,可延 长电机寿命。
3 .延长制动电磁铁的使用寿命
——原拖动系统是在运动的状态下进行抱闸的。采用变 频调速后,可以在基本停住的状态下进行抱闸, 闸皮的磨 损情况将大为改善。
4. 操作手柄不易损坏
——原系统的操作手柄因受力较大,属于易损件。采用变 频调速后,操作手柄的受力很小,不易损坏。
失速保护
变频器会连续的监测速度命令和速度反馈,比较其偏差,如果偏差超出 所允许的范围,那么变频器将变为故障状态,同时,抱闸投入工作
编码器丢失保护
变频器会连续的监测编码器反馈,确保编码器工作正常 只要出现编码器丢失变频器马上变为故障状态,同时使抱闸投入工作 一但转矩校验使能,此功能必需使能
变频器在行车上的应用
以上设置的时间都可以设置的很小最低可设为0.1秒
PowerFlex 700/755-力矩校验
正常 操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™ 功能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
Copyright © 2005 Rockwell
100 50 0 -50 1. Drive started
4. Lifting occurs
3. 报闸释放 2. 电机转矩已建立
Time
不带力矩校验
100
Lifting occurs
50
0
-50
Brake release, Drive started
12
Time
Motor torque overcomes falling load inertia
• 变频器会重复以上的周期,直到抱闸能控制负载或负载安全下放到地面.
Speed Deviation Fault 速度偏离保护(失速保护)
• 变频器会连续的监测速度命令和速度反馈,比较其偏差,如果偏差超出所允许的范围,那么 变频器将变为故障状态,同时,抱闸投入工作.
Output Phase Loss Detection输出缺相保护
力矩校验在起重设备的应用
TorqProve Protection Feature Description Details:
Brake Slip Detection溜钩保护
• 当负载移动停止,机械抱闸闭合, 变频器将斜坡降低输出转矩,同时监测编码器反馈,确认负 载被控制.
• 如果监测到编码器反馈有变化(溜钩),变频器会马上增加输出转矩,重新控制负载,按照预先 设定的速度 下放负载.
变频行车的技巧
变频行车的技巧
变频行车是在汽车行驶中根据路况和车速的需要调整油门踏板的力度,以提高行车的平缓性和经济性。
下面是一些变频行车的技巧:
1. 平稳起步:在起步时,轻踩油门踏板,避免猛踩油门引起发动机的急剧转速上升,保持车辆平稳起步。
2. 适时换挡:根据路况和车速的需要,选择适当的档位换挡,减少发动机负荷,确保行车效率。
3. 提前预判:提前观察前方路况和交通信号灯,合理控制速度,防止频繁刹车和加速,减少燃油消耗。
4. 慢速行驶时避免低挡高转速:在城市拥堵或慢速行驶时,避免将发动机转速调得太高,以免浪费燃油。
5. 下坡利用惯性行驶:在下坡时可以利用汽车的惯性行驶,减少油门踏板的踩放,提高经济性。
6. 行驶中保持稳定速度:在高速行驶中,保持稳定的速度,避免频繁加速和减速。
7. 减少空挡滑行:减少将汽车拨入空挡滑行的时间,以免影响发动机系统的正常运行。
8. 高转速加速时注意警示灯:在高速行驶并需要加速时,注意变速箱的警示灯,一旦变速箱警示灯亮起,应迅速减速进行维修。
9. 定期保养车辆:定期保养车辆,加注优质燃油,检查和更换变速箱油等,以保证汽车的正常运行和提高变频行车的效果。
通过采取以上变频行车的技巧,可以提高行车的平稳性和经济性,减少燃油消耗,并延长汽车的使用寿命。
变频器在行车上的应用
ATV系列变频器在行车上的应用变频器在这类应用选型时一般放大一档使用,同时,一定要选择阻值和功率相匹配的能耗制动电阻。
ATV58变频器在葫芦吊上的应用除了能提供以上突出功能外,还有许多优点,如内置了输入滤波器、输入电抗器、制动单元等,体积小,空间紧凑。
三、ATV 系列变频器在行车上的应用 1. ATV58变频器在行车起升电动机中的应用 行车上主要传动部分有起升机构、大车和小车,起升机构根据额定负载吨位要求,选择的变频器大小各不相同,如在上海浦东金桥的VOLVO 工程机械有限公司车间,16吨的行车电动机为22kw,选择的ATV58变频器功率为30kw,大小车采用ATV28变频器控制,分别为7.5kw 和3.7kw。
起升电动机一般自身带机械抱闸机构,抱闸机构与电动机动作的时序配合十分重要,以往不采用变频器控制时,往往启动时电流和机械冲击很大,在时序配其次,要考虑到停机时锥形电动机的特殊性,完全可以靠弹簧力制动,因此,停车方式改为自由停车,即把控制菜单中的STT参数设为“Freelwheel stop”,变频器一旦接到停车命令,输出马上截止,电动机靠本身弹簧力制动。
另外在起重应用中,有一个参数必须事先检查的是传动菜单里的“brA”参数,该参数在起重应用中务必设为“No”,不能让变频器在电动机减速过程中自由地延长减速时间,否则,在重物下放过程中,可能会产生溜钩现象。
要求调速,这样就存在调速问题,普通变频器无法满足其启动性能的要求,出现的问题是启动时无法让电动机转子吸合到电动机工作位置,因而无法运行。
2. ATV58变频器的特殊应用功能 ATV58变频器考虑到锥形电动机的特殊性,专门开发了满足该电动机特殊要求的功能,很好地满足葫芦吊的调速应用。
只要在设计主回路时稍作修改,把变频器串到主回路上,利用变频器的逻辑多段速度输入端子,通过吊装按钮盒的按钮开关直接对电动机的速度进行调节。
而变频器本身出厂缺省设置无法满足该应用要求,首先在驱动菜单调整参数SPC,从“No”改为“Yes”,这样,调整菜单中的Ufr参数的调节范围从0-150%,改为0-800%,从而使启动时IR补偿量的调节范围放大,根据现场具体情况,调整Ufr值,使之满足锥形转子电动机的特殊要求。
PLC、变频器在行车系统中的应用(技师论文)
变频器、PLC在行车改造中应用单位名称:姓名:申报工种:申报级别:申报日期:变频器、PLC在行车改造中应用摘要:行车作为物料搬运系统中一种典型设备,在企业生产活动中应用广泛作用显著,因此对于提高行车的运行效率,确保运行的安全可靠性,降低物料搬运成本是十分重要。
针对行车正常使用和维护保养过程当中,出现的电能浪费、设备故障率高、电器元件损耗大的问题进行分析,并通过电气改造解决问题。
关键词:PLC 变频器电动机前言行车也称桥式起重机,主要用来起吊、放下和搬运重物、并使重物在一定距离内水平移动的起重、搬运的设备,它是由大车、小车、减速机、电动机、控制系统等设备构成。
我们公司是以生产模具为业务的企业,由于模具的重量重、形状特殊、精度高,搬运完全依赖于行车,因此它的运转情况直接影响到公司的正常生产,甚至涉及到工人的人身安全。
一、问题的出现因为生产需求,我公司在车间装配1台60吨和2台20吨起重量的行车,在使用过程当中经常出现相同问题:(1)起动电流过大,对电网冲击大;(2)机械设备使用寿命过短,电机连轴器、钢绳等机械易磨损;(3)接触器、继电器等电器元件的触头、线圈经常烧坏;(4)电动机故障率高。
而维修行车属于高空作业,极不方便,而且行车故障很大程度上影响了生产进度。
基于上述原因,公司派我对行车故障全面检查,进行改进。
二、故障检查与分析经过详细的检查、试验以及分析,产生故障的原因有5个方面:(1)拖动电动机容量大,起动时电流对电网冲击大,而且电动机一直在额定转矩下工作,电能浪费严重。
(2)行车升降、小车、大车起动、停止速度过快,而且都是惯性负载,机械冲击也较大,机械设备使用寿命缩短,操作人员的安全系数较差,设备运行可靠性较低。
(3)行车每天需进行大量的搬运工作,由于绕线式电机调速是通过电气驱动系统中的主要控制元件交流接触器并通过继电器来接入和断开电动机转子上串接的电阻,切换十分频繁,在电流比较大的状态下,容易烧坏触头、线圈。
PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用
PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用摘要:本文介绍了PLC、定子调压装置及变频器在行车上的应用,相对于传统的接触器控制,具有运行稳定、故障率低、维护方便等优点。
关键词:PLC 变频器定子调压装置行车2005年,首钢长治钢铁有限公司炼钢厂建设6#转炉时,配套安装的两部125/40T行车和一部140/40T行车均采用了传统的接触器电气控制,即用主令控制器+继电器+接触器控制交流绕线电机,通过切除绕线电机转子侧电阻来控制速度,经过几年的应用,发现该控制方式存在电气设备多、线路多、接触器主触点及辅助触点更换频繁、日常检修时间长等等缺陷。
因此,2008年及2010年7#、8#转炉工程中,配套安装的三部125/40T行车和一部140/40T行车,改变了传统的电气控制模式,采用PLC集中控制,起升机构采用定子调压装置和转子切电阻,平移机构采用变频器控制,通过实践证明,该控制方式大大降低了故障率,节约了日常维护检修时间,为生产的顺利进行提供了保障。
1 传统的控制方式及其利弊1.1 传统的控制方式传统的控制方式采用主令控制器控制继电器,然后由继电器来控制接触器的方式来进行控制,通过正、负两接触器的电气互锁来控制绕线电机的转向;通过对交流绕线电机转子串电阻的方式进行调节转速。
该控制方式在行车上的应用已经有了几十年的历史,但存在电气设备多、线路多、接触器主触点及辅助触点更换频繁、日常检修时间长等等缺陷。
1.2 传统的控制方式存在的问题(1)传统的控制方式采用交流绕线电机转子串电阻的方式来进行调节转速,由于其为开环控制,控制精度及其速度稳定性差。
(2)传统的控制方式没有稳定的低速,操作人员只有通过反接制动(俗称“打倒车”)来稳钩,使得主回路接触器在大电流的情况下,频繁分合闸,导致主触点烧损或粘连,减少其使用寿命,造成故障或定期更换,导致浪费。
(3)传统的控制方式起动及其制动过程中,由于速度突变,对行车的机械系统及其电气系统造成很大冲击,严重影响了整个行车的使用寿命。
变频器在行车上的应用
03 变频器在行车上的应用实 例
行车起吊重物的控制
总结词
通过变频器实现平稳起吊和下降,提高安全性。
详细描述
利用变频器的无级调速功能,可以精确控制行车的起吊和下降速度,有效避免 了因速度突变导致的重物晃动和冲击,提高了操作的稳定性和安全性。
行车速度的精确控制
总结词
实现行车的快速、准确响应,提高工作效率。
02
储存转换后的电能,起到缓冲作用。
逆变器
03
将直流电再转换为可调节的交流电,供给电动机使用。
变频器的调速原理
改变电源频率
通过改变供给电动机的电源频率,实现电动机转速的 调节。
改变电压
在改变频率的同时,通过改变电压来控制电动机的转 矩。
PWM控制技术
通过脉宽调制信号控制逆变器开关状态,实现电压和 频率的调节。
对行业的积极影响
促进技术进步
变频器的不断发展和应用将推动相关行业的 技术进步和创新,提高整个行业的竞争力和 水平。
节能减排
变频器的广泛应用将有助于节能减排,减少能源浪 费和环境污染,符合可持续发展的要求。
创造经济效益
变频器的应用将为企业带来经济效益,如降 低运行成本、提高生产效率等,促进企业的 可持续发展。
作业精度和安全性。
节能降耗
变频器能够根据实际需求调整 电机的输出功率,有效降低能 耗,节约能源成本。
延长设备使用寿命
变频器可以降低行车在启动和 制动过程中的机械冲击,延长 设备的使用寿命。
提高作业效率
变频器可以快速响应控制信号 ,提高行车的响应速度和作业
效率。
02 变频器的工作原理
变频器的组成
主电路
04 变频器在行车应用中的优 势与挑战
变频器在起重机上的应用
(作者单位:湖南省特种设备检验检测研究院)◎邱红勇变频器在起重机上的应用一、变频调速工作原理由异步电动机的转速公式:n=60f (1-s )/p,(式中n、f、s、p 分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数)通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。
变频器调速就是通过改变电源频率从而实现调速的,要使异步电机的电源频率发生变化,就必须有一整套变频电源,变频调速就是将恒电压、恒频电源转换为变压、调速的变频电源装置.变频器的控制方式一般有以下几种:1.V/f 控制,变频器的V/f=c,V 为变频器的输出电压,f 为电变器的基本频器,c 为一个常数,当电动机的运行频率f 不高于fb 时,变频器的输出电压和输出频率是成正比,而且比值是一个定值c,我们就将该特定频率为基本运行频率,用fb 表示。
与基本运行频率对应的变频器输出电压称之为最大输出电压,用vmax 表示。
一般来说我们所说的基本运行频率就是变频器输出最高电压时对应的最小频率。
在通常情况下,基本运行频率是电动机的额定频率,如电动机铭牌上标识的50hz 或60hz。
这种控制方式结构简单,成本低,而且机械特性硬也比较好,基本上能满足一般的工况使用要求,但它也有不足之处,在低频率时,由于输出的电压比较小,所以转子受定子电压降的影响比较大,从而使输出的力矩比较小。
2.转差频率控制,转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式,电机的转矩的公式:T≈KφW/R (T-转矩,K-电机的结构常数,φ-气隙磁通,W-转差角频率,R-电阻)。
通过个公式,我们可以知道,如果能够保持气隙磁通φ不变,且在电机转差率s 值较小的稳定运行范围内,异步电动机的转矩T 就近似与转差角频率W 成正比。
也就是说,在保持气隙磁通不变的前提下,可以通过控制转差角频率来控制转矩,这就是转差频率的控制基本思想。
控制转差频率需要知道电机的转速。
所以这种控制一种闭环控制方式,必须在电机上加装速度传感器,从而确保变频器工作的稳定运行。
变频器在行车控制上的应用
调 速性 能都 还不 尽如人 意 , 系统 性能 不高 , 且 控制 曲线 会 随负 载 的变 化 而变化 , 转矩 响应 慢 、 电机转 矩利用 率
不高, 低速 时 因定 子 电阻和 逆 变 器 死 区效 应 的存 在 而
2 变 频 器 及 其 特 点
变频 器是 利用 电力半 导体器 件 的通 断 作用 将工频 电源变换 为 另一频 率 的 电能控制 装置 。它 有两 种调制
维普资讯
《电 气开 关  ̄ 2 0 . . ) ( 0 7 No 3
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文章 编号 :0 4 2 9 2 0 ) 3 -0 3 3 1 0 - 8 X( 0 7 0 - O 4 —0
变频器在行车控制 上的应 用
姚 晴 洲 , 恒 娟 刘
( 州 职 业技 术 学院 , 江 湖 州 3 3 0 ) 湖 浙 1 0 0
下, 如果 电压 一定 而 只 降低频 率 , 么 磁通 就 会过 大 , 那 磁 回路将 饱和 , 重 时会烧 毁 电机 。因此 , 率 与 电压 严 频 要成 比例 改 变 , 即改 变频 率 的 同 时控 制变 频 器 输 出 电 压 , 电动机 的磁通 保持 一定 , 免 弱磁 和磁 饱和 现象 使 避
的 直 流 电 流 L ( 相 当 于 直 流 电动 机 的 励 磁 电 、
体上可分为两类 :) 1 电压型, 电压源的直流变换为交 将 流 的变 频 器 , 直流 回路 的滤波 是 电容 ; ) 2 电流 型 , 电 将 流源 的直 流变 换 为交 流 的变频 器 , 其直 流 回路 滤 波 是
性 能下 降 、 稳定 性变 差等 。 因此 人 们又研 究 出矢 量控 制
变频 调速 。
矢量控 制变 频调速 的做 法是 将异 步 电动机 在三相
变频器在桥式起重机上的应用实例
变频器在桥式起重机上的应用实例上海市黄渡起重机械厂技术科沈国良桥式起重机俗称行车,是工矿企业中应用十分广泛的一种起重机械,其运行机构的三个基本独立的拖动系统形成,大车拖动系统,小车拖动系统,吊钩拖动系统组成,行车对小车和大车的拖动要求一般,变频器的普通功能即可实现,这里不在详述,下面着重介绍如何解决生产过程中主副钩力矩的配合问题。
一、问题的提出我公司为上海航空发动机厂制造的QD型30/5t * 22.5m抓斗式吊车为该类起重设备,运转率高,操作频繁,又因其为典型的继电器,接触器控制模式,经常出现接触器触点烧损,引起电机缺相,烧坏电机,加上碳刷的频繁更换,滑环的磨损等都大大增加了维护量和生产成本。
同时也多次因吊机的故障导致主机停车,严重影响了该公司的正常生产,为扭转被动局面,优化设备配置,我公司决定对该吊车进行变频改造。
二、改造中需要解决的几个问题1、起动时,电机除克服负载转矩外,还必须克服静摩擦力,拖动系统应有足够大的力矩。
2、吊车下降时,系统要克服重物因重力加速度而不断加速造成“飞车”事故。
3、重物在空中停留前后,不能出现“溜钩”现象。
4、频繁正反转要求制动可靠,制动时间尽可能短,以便于提高工作效率。
三、变频器调速系统的特性,有以下几点:1、起动转矩大,可达200%,抗冲击能力强,适合频繁正反转起动。
2、采取闭环矢量控制功能的变频调速系统,多段速度控制方式能够满足吊车运行要求,软件功能强大,提供各类工程流程所需的应用宏。
3、各项保护功能完善,具有过压保护、过流保护、欠压保护、接地故障保护、输入输出缺相保护、变频器过热保护、电动机过载保护、失速保护、电动机欠载保护以及+24V和+IOV参考电压短路保护等多项保护。
4、带有FCDRIVE微机调试工具,变频器配有RS232标准接口,便于外部通讯和远程诊断,以及各类应用宏程序的下载安装。
5、具有动态制动的特点,可采用外部连接制动电阻或使用内部制动电阻的制动断续器,有效控制、改变电动机运行状态。
变频器在机床驱动中有什么应用
变频器在机床驱动中有什么应用在现代机床制造业中,变频器的应用已经成为提升机床性能和效率的关键因素之一。
机床作为工业生产中的重要设备,其驱动系统的优劣直接影响到加工精度、生产效率以及设备的稳定性。
而变频器的引入,为机床驱动带来了诸多显著的优势和创新应用。
首先,我们来了解一下什么是变频器。
简单来说,变频器是一种能够改变电源频率的电气设备。
通过调整电源频率,它可以实现对电机转速的精确控制。
在机床驱动中,电机的转速控制至关重要。
传统的电机驱动方式往往难以实现对转速的灵活调节,而变频器则有效地解决了这一问题。
在机床的切削加工过程中,变频器能够根据不同的加工工艺要求,实时调整电机的转速。
例如,在粗加工时,可以提高电机转速,以增加切削量,提高加工效率;而在精加工时,则降低转速,保证加工精度。
这种灵活的转速调节功能,使得机床能够适应各种复杂的加工任务,大大提高了机床的通用性和加工质量。
另外,变频器还具有良好的节能效果。
在机床运行过程中,并非始终处于满负荷工作状态。
当加工任务较轻或机床处于待机状态时,变频器可以降低电机的转速,从而减少能量消耗。
据统计,通过合理使用变频器,机床的能耗可以降低 20%至 30%,这对于企业降低生产成本、提高经济效益具有重要意义。
同时,变频器能够有效降低电机的启动电流。
机床电机在启动时,通常会产生较大的电流冲击,这不仅会对电网造成干扰,还会影响电机的使用寿命。
而变频器可以实现电机的平滑启动,逐渐增加电机的转速和扭矩,从而大大降低了启动电流,减轻了对电网和电机的损害,延长了电机的使用寿命。
在机床的进给系统中,变频器也发挥着重要作用。
它可以实现进给速度的精确控制,保证加工表面的质量和精度。
例如,在数控机床上,通过变频器与数控系统的配合,可以实现高精度的直线插补和圆弧插补运动,从而加工出复杂的零件形状。
此外,变频器还具有过载保护和故障诊断功能。
当机床在运行过程中出现过载或其他故障时,变频器能够迅速检测到异常情况,并采取相应的保护措施,如停止电机运行、发出报警信号等。
浅谈变频器在行车升降机构中的应用
浅谈变频器在行车升降机构中的应用
顾阳
【期刊名称】《铁合金》
【年(卷),期】2009(040)004
【摘要】阐述了变频器用于热兑微碳铬铁行车的升降机构时,变频器容量选择、制动电路、电能反馈、控制系统的设计及防止溜钩和功率损失等技术问题,解决微碳铬铁炉外热兑时熔渣流量和反应速度控制问题,取得较好的控制效果.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】顾阳
【作者单位】上海第二工业大学,上海,中国,201209
【正文语种】中文
【中图分类】TF332.4
【相关文献】
1.剪叉式升降机构在车架涂装线预脱脂槽上盖板导向机构中的应用 [J], 李晓君;王洋;姜新;祁鸣
2.起重专用变频器在行车起升机构上应用的现场调试 [J], 吴鑫
3.变频器在重工业中的应用r第1讲西门子G120变频器在行车抱闸控制中的应用[J], 李方园
4.变频器在BWM-3S型施工升降机控制系统中的应用 [J], 张晖
5.变频器在BWM-3S型施工升降机控制系统中的应用 [J], 张晖
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变频器在行车上的应用
三相输出接线端被监测,确保输出没有缺相
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反应快速的电流限制功能
可实现电动机以最大加速度运行而不会出现跳闸。 防止了负载冲击引起的转矩波动。
反应快速的母线电压调节功能
可设置调节器 的响应速度
可实现电动机以最大加减/速度制动时而不会出现跳闸。
当工作环境里出现大功率用电器时 (例如:电焊机工作或大 功率电动机启动时)变频器输入侧交流电压会瞬间降低,实现 此功能后, 变频 器可以自动降低母线电压,可减少检测电路 捕捉到瞬间欠电压的机会,从而减少了跳闸的机率。
6. 节能效果显著
——绕线转子异步电动机在低速运行时, 转子回路的外接电阻内 消耗大量电能。采用了变频调速系统后,非但外接电阻内消耗的大 量电能可以完全节约, 而且在放下重物时,还可以将重物释放的位 能反馈给电源。
7.很高的定位精度和运行效率
——采用变频调速系统后,调速范围可达120:1,调速精度达 ±0.1 %,且调速平稳,能够长时间低速运行,具有很高的定位精度和 运行效率。
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8.PowerFlex700 在行车上所独有的特点使之
——运行更加平稳 ——操作更加方便 ——动机保护更加全面 ——50度额定环境工作温度,环境适应性更强 ——强大的诊断功能使故障更容易查找 ——内置EMC滤波器使电动机工作时间更长
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4. 操作手柄不易损坏
——原系统的操作手柄因受力较大,属于易损件。采用变 频调速后,操作手柄的受力很小,不易损坏。
5. 控制系统故障率下降
——原系统是由复杂的接触器、继电器系统进行控制,故 障率较高。采用变频调速系统后,控制系统可大大简化, 可靠性大为提高。
与变频器技术在行车中的应用
PLC与变频器技术在行车中的应用摘要:可编程序控制器(PLC)是一种工业控制计算机,在现代工业过程控制中得到了广泛应用。
行车作为起重设备,在大多数生产企业中使用广泛,但传统的继电器控制系统和串级调速方式存在故障率高、调速精度差、重载起吊容易出现溜钩等问题,可靠性得不到保证。
本方案利用了西门子公司的S7-300 型PLC结合ABB公司ACS800变频器对15+5吨行车进行了改造,获得良好的技术性能和经济性能。
论文主体一引言:西门子公司的S7-300 型PLC,从功能上看可以执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种机械或生产过程。
体现出了良好的灵活性和通用性,具有抗干扰能力强、可靠性高,编程语言简单易学,与外部设备连接简单,使用方便,控制系统的设计、调试周期短等特点。
ABB公司的ACS800系列变频器是基于直接转矩控制的新一代交流调速设备,具有零速状态下的100%额定转矩输出能力,同时利用其自带的宏控制,可以在重载起重时避免溜钩现象的出现。
在吊钩下降过程中利用能耗制动回路的吸收可以避免因反电势过高对电机绕组的损坏。
利用该项技术对行车设备进行自动化改造,有着重要意义。
关键词:PLC 变频器行车控制改造备注;正转/反转选择,0=正转、1=反转。
加速/减速时间选择,0选择斜坡时间0,1选择斜坡时间1。
1 升降主电路升降主电路由三相交流电输入、主钩驱动变频器(ACS800-75KW)、副钩驱动变频器(ACS800-45KW)、吊钩电机、能耗制动单元等组成。
由于采用交---直---交变频器。
在负载自身重力下,制动时回路的能量不能送回电网,为限制泵升电压和负载下降时反电势的升高采用能耗制动单元。
2 大、小车主电路大、小车主电路由大车驱动变频器(ACS800-45KW)、小车驱动变频器、大车行走电机、小车行走电机、能耗制动单元等组成。
3 PLC控制电路选用西门子公司的S7-300 型PLC。
变频行车
起重机应用变频器的优势在工矿企业中,起重机是不可缺少的常用设备。
传统的起重机大车、小车电动机通常都是采用绕线式电机,它的转子是开路的,可以通过外部的电阻箱和控制器进行连接实现不同转速的切换,但是这样的调速只能实现有级调速,并且转子要通过滑环和碳刷的接触才能通电,所以使用中碳刷和滑环的磨损程度较大,以及调速用的电阻箱等都是损坏率较大的部位;因而起重机故障率高、调速性能差。
在低速下运行时由于转差功率大,转子电阻发热严重,尤其在起重机下放重物时,重物所具有的势能均通过电动机转子电阻变成热能而散失掉。
所以,这种起重机效率十分低下,在起重机工作繁忙的情况下,电能浪费现象更是非常严重。
现如今变频器的出现,特别是专门用于起重的矢量变频器,可以代替滑环、碳刷、电阻箱、时间继电器、接触器等等一些外部元件,使得电控部分的外接设备大大减少,但是控制却变得精准了。
因为变频器可以随时进行转速的调节,从而实现了无级调速,使用人员的操控更为简便和准确,加之变频器内部的许多保护设置可以为电动机的高效安全运行提供全面的保护,最值得一提的是使用变频器控制这些电机还能在确保转矩能够满足要求的前提下节省大量的电能,这也是国家在大力推广的高效节能产品。
1,安全性能应用变频器的精确力矩限制功能,能确保无冲击安全运行;其伺服响应功能使起重机对急速负载波动有很强的适应性;这些功能,能从根本上保证起重机防冲击、防溜钩。
1.1 溜钩保护在起重机控制系统中,由于起重机设备工作的特殊性,电磁抱闸的控制具有极其重要的意义。
一旦起重机在行进过程中抱闸控制失控,将造成不可估量的损失。
在提升重物的过程中,若电动机转矩控制不当,则会出现重物不升反降的“溜钩”现象。
当吊钩发出上升命令时,当抱闸打开时,如果此时变频器的力矩没有形成时,编码器检测到重物运行方向与命令方向相反时,包闸立刻抱紧,有效的防止了“溜钩”可能造成的损坏。
1.2超速保护在重物下降过程中,当检测到重物下降速度高于预设速度时,系统立刻关断变频给定,包闸立刻抱紧,有效的防止了“超速”可能造成的损坏。
变频器在起重机控制系统中的应用
变频器在起重机控制系统中的应用随着工业生产对起重机调速性能要求的不断提高,常用传统的起重机调速方法如:绕线转子异步电动机转子串电阻调速、晶闸管定子调压调速和串级调速等共同的缺点是绕线转子异步电动机有集电环和电刷,它们要求定期维护,由集电环和电刷引起的故障较为常见,再加上大量继电器、接触器的使用,致使现场维护量较大,调速系统的故障率较高,而且调速系统的综合技术指标较差,已不能满足工业生产的特殊要求。
本文则主要介绍现代交流变频器应用于现代起重机的若干知识与问题。
现代交流变频调速技术已在工业界中得到广泛应用,它为交流异步电动机驱动的起重机大范围、高质量地调速提供了全新的方案。
它具有高性能的调速指标,可以使用结构简单、工作可靠、维护方便的鼠笼异步电动机,并且高效、节能,其外围控制线路简单,维护工作量小,保护监测功能完善,运行可靠性较传统的交流调速系统有较大的提高。
所以,采用交流变频调速是起重机交流调速技术发展的主流。
1、一般交流变频器的优点变频调速技术应用于起重机后,与市场上大量使用的传统的绕线异步电动机转子串电阻调速系统相比,可带来以下显着经济效益和安全可靠性:(1)机械制动器在电动机低速时动作,主钩以及大、小车的制动由电气制动完成,所以机械制动器的制动片寿命大为延长,维护保养费用下降。
(2)采用交流变频调速技术的起重机由于变频器驱动的电动机机械特性硬,具有精确定位的优点,不会出现传统起重机负载变化时电动机转速也随之变化的现象,可以提高装卸作业的生产率。
(3)变频起重机运行平稳,起、制动平缓,运行中加、减速时整机振动和冲击明显减小,安全性提高,并且延长了起重机机械部分的寿命。
(4)交流变频调速系统属高效率调速系统,运行效率高,发热损耗小,因此比老式调速系统大量节电。
(5)采用结构简单、可靠性高的鼠笼异步电动机取代绕线转子异步电动机,避免了因集电环、电刷磨损或腐蚀引起接触不良而造成电动机损坏或不能起动的故障。
行车控制变频调整控制方案
行车控制变频调整控制方案
导语:行车是一种内部搬运设备,广泛应用于车间和仓库。
一般情况下行车由四个锥形电机驱动,前后运动两个电机,左右运动一个电机,货物上下运动一个电机。
一、行车设备介绍:
行车是一种内部搬运设备,广泛应用于车间和仓库。
一般情况下行车由四个锥形电机驱动,前后运动两个电机,左右运动一个电机,货物上下运动一个电机。
行车电机可以用工频方式,通过接触器直接起动、停车、正转、反转,但启动电流大,设备处于冲击工作状态,振动大,噪声大,影响设备使用寿命,需要定期更换接触器,而且搬运定位精度低。
行车电机用变频器驱动,主回路无触点控制、无极调速,起动电流小,无冲击,无振动,噪声小,起升、行走定位准确,生产效率高,维护费用低。
变频器自身保护功能齐全,如过流、过载、过压等都能及时报警及停止,减少了行车故障,提高了安全性能。
二、行车控制系统配置:
1、AD300开环矢量控制变频器一台,控制前后运动的两台相同规格电机,变频器容量是两台电机容量之和,内置制动单元,根据电机功率选配制动电阻。
2、AD300开环矢量控制变频器一台,控制左右运动的电机,变频器容量和电机容量相同,内置制动单元,根据电机功率选配制动电阻。
3、AD300开环矢量控制变频器一台,控制上下运动的一个电机,变频器容量比电机容量提高两个规格,内置制动单元,根据电机功率选配制动电阻。
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操作 命令
变频器 响应
运行 命令
抱闸释放 时间设置
P604
转矩 校验
使能
抱闸 释放
变频器运行
运行 命令
撤消
运行令可在任何时间发出
t
悬停t 时间设置
P605
Brk Set Time P607
悬停 触发
抱闸 动作
溜钩 测验
以上设置的时间都可以设置的很小最低可设为0.1秒
PowerFlex 700/755-力矩校验
主起升降
副起升降 大车 大车 小车
目录 二、 转矩校验的介绍
变频器在位能性负载控制所必备的功能
• 零速满转矩输出 • 抱闸的控制由变频器I/O控制 • 电机的加减速时间短,要做到与传统转子串电阻的加减速性能一样 • 其他
– 转矩予加载 – 悬停 – 溜钩保护 – 空载高速运行
总之,合理的选择变频器的控制方式,正确的变频器的容量计算, 制动电阻的匹配. 变频器是足够满足此类应用
• TorqProveTM 确保停车后机械报闸可靠的控制负载, 和当收到运行命令,机械抱闸打开时变频器能控制 负载
• TorqProveTM and Force TechnologyTM 帮助消除人们对 V/F 标量型变频器和抱闸适时控制的不定因素的担 忧
– Reduced set-up time减小调试时间
• 当收到停车命令后,变频器减速到零速,维持零速一段时间(可设置)控制抱闸闭合. • 这个功能允许操作工可以重新定位,而不需要抱闸频繁动作. • 悬停功能也可由I/O 输入来控制(I/O 配置为Micropos/Float)
Micro Position 位置微调(数字输入端)
• 这个输入端的功能:使输出的速度降低为前一次速度的一定比例,降低的比例可设置. • 这匀许低速的移动物体,方便定位.
• 当变频器收到运行命令, 变频器将: 快速磁通建立,输出转矩 确认输出转矩存在后,释放抱闸
• 当收到停车命令后(悬停时间结束), 变频器将: 输出控制抱闸闭合 确认抱闸已控制住负载后,输出转矩撤消 (溜钩检测))
• 力矩校验功能要求变频器设置为FVC 磁通定向控制,带编码器反馈
Automated Torque Proving & Brake Proving (encoderless)
• 调试容易 – 仅几个参数设置 • 完成这样的功能不需要PLC (抱闸的控制由变频器)
– No Special drive or software required不需要特殊的 软件
• The TorqProveTM feature comes standard!
– Outstanding performance 突出的性能
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex
在释放制动器 之前通过转矩
获得负载
PowerFlex 700/755-Torque Proving
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755 – 电机转矩与制动控制 – 即使机械制动失效的安全负载控制
检查制动器 制动器失效 PowerFlex控制 下的负载
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
检查制动器: 制动失效
PowerFlex控制 下的负载
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755 – 电机转矩与制动控制 – 即使机械制动失效的安全负载控制
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
检查制动器 制动失效 PowerFlex控制 下得负载
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
PowerFlex控 制负载下放到
地面上
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755 – 电机转矩与制动控制 – 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• Lifting applications include:
– Cranes 起重机 – Hoists吊机 – Material handling lifts (vertical
conveyors)物料垂直输送 – Automatic Storage and Retrieval
Systems (ASRS)自动货库 – Palletizers码堆机
PowerFlex 700/755 采用FORCE 控制技术,加上速 度闭环控制,确保负载始终处于受控状态
8
力矩校验在起重设备的应用
起重应用中的关键问题都可由具有 TorqProveTM 力矩校验功能的
PF700/755/PF700S得到解决.
包括以下功能:
Automated Torque & Brake Proving自 动力矩、抱闸校验
• 如果监测到编码器反馈有变化(溜钩),变频器会马上增加输出转矩,重新控制负载,按照预先 设定的速度 下放负载.
• 变频器会重复以上的周期,直到抱闸能控制负载或负载安全下放到地面.
Speed Deviation Fault 速度偏离保护(失速保护)
• 变频器会连续的监测速度命令和速度反馈,比较其偏差,如果偏差超出所允许的范围,那么 变频器将变为故障状态,同时,抱闸投入工作.
正常 操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™ 功能的PowerFlex 700/755 – 电机转矩与制动控制 – 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 700/755-力矩校验
正常 操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
Load-based Speed Limits 基于负载大小的速度限制
• 允许高于基速运行 (轻载时更快运行) • 在基速时测量负载大小,若低于额定负载,则可超速.
11
TorqProve力矩校验比较
电机转速
Motor Speed/Distance
带力矩校验
100 50 0 -50 1. Drive started
– 即使机械制动失效的安全负载控制
负载被机械制 动器夹持在某
个位置上
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 700/755-力矩校验
AB变频器在行车上的应用
Copyright © 2007 Rockwell Automation, Inc. All rights rese、 行车调速方案的比较
转子串阻起动——损耗大,效率低,效果差,机械特性软,
在目前的天车调速中占有很大比例,逐渐在被变频调速方式所取代。 N0
4. Lifting occurs
3. 报闸释放 2. 电机转矩已建立
Time
不带力矩校验
100
Lifting occurs
50
0
-50
Brake release, Drive started
12
Time
Motor torque overcomes falling load inertia
TorqProve力矩校验流程图
Float Capability悬停功能 Micro Position 速度微调 Fast Stop –快速停车 保护功能:
• 溜钩检测 • 速度波动 • 输出缺相 • 编码器丢失故障
数字输入选择
• 行程开关 • 减速开关
带来的好处:
– Assured control of the load有效的控制负载.
PowerFlex 700/755-力矩校验
正常操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 700/755-Torque Proving
正常操作
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
Output Phase Loss Detection输出缺相保护
• 三相输出接线端被监测,确保输出每有缺相. • 一但TorqProve 使能,这项功能不能被屏闭.
Encoder Loss Fault编码器丢失
• 变频器会连续的监测编码器反馈,确保编码器工作正常. • 只要出现编码器丢失变频器马上变为故障状态,同时,抱闸投入工作. • 一但TorqProve 使能,这项功能必需使能.
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755
– 电机转矩与制动控制
– 即使机械制动失效的安全负载控制
PowerFlex 700/755-力矩校验
机械制动失效
• 应用于起重于提升场合的具有TorqProve™功 能的PowerFlex 700/755