介绍了双吊点启闭机起升系统的机械结构和电气系统的特点,从硬件上阐述了安川H1000系列变频器在启闭机上实现主从控制的方法,并列出了具体的调试步骤,针对主从控制调试过程中出现的主要故障给出了具体的解决办法。安川变频器在双吊点启闭机上的应用
1引言
近年来,随着国家建设的大力发展,启闭机在电力建设、水利建设、运输港口上的应用越来越广泛。当启闭机在起吊比较宽的闸门的时候,单吊点就不能满足闸门启闭要求,这时我们就要用到双吊点结构型式的启闭机来起吊闸门。
安川公司新推出的H1000系列变频器采用了高性能电流矢量控制,可实现高启动转矩和超低速运行。本文主要介绍如何将H1000系列变频器成功运用于双吊点启闭机的主从控制。
2启闭机起升系统的机械结构和电气系统特点
2.1机械结构特点
以某单位设计的2×1250KN台车式启闭机,装设于浙能嘉兴独山煤炭中转码头项目围堤工程启闭室内,用于排捞水闸的起吊以及在两孔口间的移动。本启闭机采用双吊点结构形式,由两套直径为φ850mm的卷筒分别带动一套起重吊具(动滑轮组)。每套机构分别由一个电动机(YZP280M-855kW)通过一个硬齿面卧式减速器(H4SH15-160)带动卷筒转动。两套机构之间通过联轴器(CLZ6联轴器)和刚性轴联接,以保持两吊点起升的同步性。每套机构由一个电动机(YZP280M-855kW)驱动,配置有一个制动器(YWZ5-400/80)。
2.2电气系统特点
由于异步电机滑差的特性决定了在两台以上电机同时驱动一个刚性负载时,会发生负载分配不均的现象,严重的情况下甚至可能在轻负载状态下发生一台电机拖着另一台电机工作,一台电机处于电动状态,一台电机处于发电状态的情况。为了避免这种情况,使启闭机每个吊点的负载均匀分配,本双吊点启闭机的起升机采用主从控制方式。变频器采用安川H1000CIMR-HB4A0180矢量型变频器。
两台变频器均采用闭环矢量控制,主变频器作速度控制,从变频器作转矩控制,主变频器的两个模拟量FM,AM输出端子分别输出频率指令和转矩指令,频率指令用0~10V信号,转矩指令用-10~+10V信号。从变频器的A1端子接受主变频器的FM端子输出信号作为速度限制,从变频器的A3端子接受主变频器的AM端子输出信号作为转矩指令。当开始工作的时候,主驱动负载会产生一个实际的内部转矩指令,将此转矩指令输出给做转矩控制的从变频器,从变频器也会输出一个同样大小的转矩,这样两台变频器输出的转矩一样,就不会出现负载不均衡的现象。主变频器的频率指令输出给从变频器作为速度限制,如此从变频器的速度就被限制在和主变频器当前相同的运行速度。
对于主变频器的转矩输出,由于10V对应的是电机额定转矩的100%,但电机启动的时候输出转矩可能超过电机额定转矩的100%,故此时无法输出100%以上的转矩信号,所以需要将主变频器的转矩指令模拟量AM端子H4-05输出增益设定为0.5,这样10V就可以对应电机额定转矩的200%;对于从变频器转矩的输入,出厂值10V对应电机额定转矩的100%,故无法输入100%电机额定转矩以上的转矩指令,所以需将从变频器的A3端子H3-07的增益设定为200%,与主变频器的H4-05端子配合。当有10V输入的时候所对应为200%的转矩。
由于转矩是有方向性的,所以主变频器的转矩输出端子H4-08设定为1,从变频器的转矩输入指令端子H3-05设定为1,即对应的信号为-10V~+10V。
3调试步骤
在设定变频器的参数前,先分别进行变频器旋转型自学习,自学习通过之后分别将相应参数下载到对应的变频器中去即可,变频器参数见表1。注意变频器旋转型自学习通过之后在进行主从调试前需将两起升机构的同步刚性轴联接起来。
表1变频器参数
2×1250KN起升机构主从控制变频器参数 | |
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参数 | 名称 | 初始值 | 设定值 | 备注 | |
A1-02 | 控制模式的选择 | 2 | 3 | | |
b1-01 | 频率指令选择1 | 1 | 0/1 | 主/从 | |
b1-02 | 运行指令选择1 | 1 | 1 | | |
b1-03 | 停止方法选择 | 0 | 0 | | |
b2-01 | 零速值 | 0 | 1.5Hz | | |
c1-01 | 加速时间1 | 10.0s | 5s | | |
c1-02 | 减速时间1 | 10.0s | 3s | | |
c1-09 | 紧急停止时间 | 10.0s | 3s | | |
d1-01 | 频率指令1 | 0.00 Hz | 5Hz | | |
d1-02 | 频率指令2 | 0.00 Hz | 10Hz | | |
d1-03 | 频率指令3 | 0.00 Hz | 50Hz | | |
d1-04 | 频率指令4 | 0.00 Hz | 68Hz | | |
E1-01 | 输入电压设定 | 400V | 380V | | |
E1-04 | 输出*高频率 | 50Hz | 70Hz | | |
E1-05 | *大电压 | 400V | 380V | | |
E1-06 | 基本频率 | 50Hz | 50Hz | | |
E1-09 | *低输出频率 | 0.00 Hz | 1.5Hz | | |
H1-01 | 端子S1功能选择 | 40 | 40 | | |
H1-02 | 端子S2功能选择 | 41 | 41 | | |
H1-03 | 端子S3功能选择 | 24 | 15 | | |
H1-04 | 端子S4功能选择 | 14 | 14 | | |
H1-06 | 端子S6功能选择 | 4 | 3/F | 主/从 | |
H1-09 | 端子S9功能选择 | F | 4/F | 主/从 | |
H2-01 | 端子M1-M2功能选择 | 0 | 37 | | |
H2-02 | 端子P1-PC功能选择 | 1 | 0 | | |
d5-01 | 转矩控制选择 | 0 | 1 | 从变频器 | |
H3-01 | 端子A1信号电平选择 | 0 | 0 | 从变频器 | |
H3-02 | 端子A1功能选择 | 0 | 1 | 从变频器 | |
H3-03 | 端子A1输入增益 | 100% | 110% | 从变频器 | |
H3-05 | 端子A3信号电平选择 | 0 | 1 | 从变频器 | |
H3-06 | 端子A3功能选择 | 2 | 13 | 从变频器 | |
H3-07 | 端子A3输入增益 | 100% | 200% | 从变频器 | |
H4-01 | 端子FM监视选择 | 102 | 102 | 主变频器 | |
H4-02 | 端子FM监视增益 | 100% | 100% | 主变频器 | |
H4-04 | 端子AM监视选择 | 103 | 109 | 主变频器 | |
H4-05 | 端子AM监视增益 | 50% | 50% | 主变频器 | |
H4-07 | 端子FM信号电平选择 | 0 | 0 | 主变频器 | |
H4-08 | 端子AM信号电平选择 | 0 | 1 | 主变频器 | |
L1-01 | 电机保护功能选择 | 1 | 1 | | |
L3-04 | 减速中防止失速功能选择 | 1 | 0 | | |
L4-01 | 频率检出值 | 0.0 Hz | 1.5Hz | | |
L4-02 | 频率检出幅度 | 2.0 Hz | 0Hz | | |
L8-55 | 内置制动晶体管的保护 | 1 | 0 | | |
注意:上表1中备注一栏没有说明的则是主、从变频器各自都要设置的参数,备注过的则是主、从变频器各自分别需要设置的参数。
4调试故障处理
当调试中出现主从变频器输出转矩不一致时,则需要根据现场实际情况调整从变频器H3-03(端子A1增益)值即可。其计算方法如下:
首先,启动启闭机起升机构,观察主变频器输出频率,然后注意从变频器输出频率,如果从变频器输出频率大于主变频器输出频率,则用从变频器输出频率减去主变频器输出频率,得出的值然后除以主变频器输出频率,所得数据就是从变频器需要降下去的频率的百分数;如果从变频器的输出频率小于主变频器的输出频率,则用主变频器的输出频率减去从变频器的输出频率,得出的值然后除以主变频器的输出频率,所得数据就是从变频器需要增加的频率的百分数。这样从变频器输入端子H3-03所需要设定的值就出来了。
经过以上调试步骤,变频器主从控制参数就出来了。那么如何确定变频器主从控制的参数已经调好了呢?有两种方法。**种方法,启动起升机构大约1分钟,手分别靠近主、从变频器制动电阻器,如果主变频器、从变频器制动电阻器发热不一致,则变频器主从控制参数没调好,如果发热都一样,则表示变频器主从控制参数已经调好;**种方法,通过查看主、从变频器各自监控的参数U1-09,如果主、从变频器中的这个参数一致或相差不多,则表示变频器主从控制参数已经调好。
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