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西家传动 官方工程师 经验值:8026 发帖数:159 精华帖:101 |
楼主 2018-03-30 21:00:34
主题:变频器在提升设备的相关应用 变频器在提升设备的相关应用 这一期和大家谈谈变频器驱动提升类负载的相关问题,提升类负载实际上是位能性恒转矩负载的一个通俗说法。大家能直观想到这类负载的实际应用,比如:起重机的主钩副钩,卷扬机、电梯,扶梯,堆垛机升降机构,矿井罐笼,上料小车,斗提机,塔机,港口的装卸桥,门机,车厂的搬运设备等等。 我们在之前的栏目中曾经介绍过机械负载的分类,其中包含位能性恒转矩负载,这里再次回顾一下这种负载类型的特点: 1、 负载转矩恒定。 2、 负载转矩方向始终向下。 3、 特性曲线位于第一、第四象限。 4、 重物下放,存在能量回馈情况。 针对这种负载特性,无论哪个行业,什么工况的提升机设备,对于变频器电机构成的电气传动系统来讲,最核心的两个问题就是: (1) 位能的处理。 (2) 抱闸的控制。 一、位能的处理: 1、重物下放过程中能量的转换过程 a.重物下放,重力势能转换成重物的动能。 b.重物通过钢丝绳、减速机等机械机构反脱电机(电机转子速度超过变频器输出的速度),使得电机处于发电状态,重物所具有的动能转化成电能。 c.电能通过变频器的逆变桥二极管,流向直流回路。 d.由于直流环节的电容容量所限,电能不可能无限制地吸收。 2、直流环节电能的处理: a.如果变频器配备了制动单元和制动电阻,可以通过CU单元控制制动单元的开通,将制动电阻接入,将电能转换成电阻发热的热能。 b.如果变频器的整流桥具备能量回馈功能,可以通过CU单元控制控制整流单元,将能量回馈到电网。 c.电机回馈能量的及时处理, 确保变频器不发生过电压故障。 d.当然直流环节的电能是通过发热消耗掉,还是回馈电网再利用,需要综合考虑设备的工况和变频器的投入预算。 二、抱闸的控制: 电机抱闸的控制,西门子变频器提供了抱闸控制方式,比如顺序控制,通过BICO互联参数进行控制。当电机的控制方式为矢量控制时,开闭抱闸条件为设定输出扭矩的门限值;如果电机的控制方式为V/F方式,开闭抱闸条件设定为速度的百分比。 对于西门子的S120、G130、G150系列变频器,还提供了扩展抱闸功能,扩展抱闸的控制功能更强大一些,可以加入一些更复杂的状态参量,去控制抱闸。 当然电机抱闸的控制也可以用外围的PLC进行控制。 三、提升类负载变频器调试注意事项 1、 抱闸的逻辑的调试、打开关闭延时时机调试(P1216,P1217)。 2、 多变频器控制多电机的系统,抱闸的动作需要一致。 3、 抱闸线圈不允许接到变频器的输出,需要正确接到相应电源上。 4、 制动单元、制动电阻参数正确设置(P219、P1531)。 5、 制动电阻工作过程中会发热,需保证制电阻周围有足够的散热空间。 6、 速度环优化、考虑 加速度预控。 7、 各种限幅保护,比如转矩、电流、功率等。 8、 对于载客人电梯,需要考虑舒适度,可以增加圆弧曲线;增设称重传感器,进而调整速度环PI参数。 9、 这类负载通常需要带载启动,要求变频器能够在低频输出大的扭矩,需要调整低频补偿电压。 10、 通常提升类应用,在轨道上或者钢丝绳滚筒上,都会设置极限、超极限保护,系统超速保护、钢绳过卷保护,防止重物冲顶或者坠底。 11、 对于垂直载人电梯,设置机械电气的多重保护,比如机械限速、超重、井道安全钳等。 四、提升类负载常见问题及处理 1、 溜车:需要检查抱闸延迟时间,开闭抱闸的扭矩,或者外围控制抱闸的逻辑,抱闸的机械执行机构是否有问题。 2、 过流:抱闸打开过晚,电机处于堵转状态;重物由悬停状态进行二次起升时抱闸打开过早,重物开始下落,电机的输出扭矩不足以克服重物向下的扭矩,电机降速过程中抱闸投入过早;提升重量超过额定负载;速度环参数不合理。 3、 过压:可能制动电阻功率不够,或者参数设置不合适。 4、 制动电阻发热严重, 检查电阻功率选择,是否满足负载回馈功率的峰值及平均功率的曲线,是否满足电阻本身负载的重复周期。制动模块和制动电阻的负载曲线请参考下图: |