摘  要：在介紹卷揚機結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上。重點論述基于臺達大功率變頻器的188噸巨型卷揚機變頻驅(qū)動技術(shù)。

    關(guān)鍵詞：卷揚機  提升機構(gòu)  機械制動器

 

    根據(jù)我國的十一五規(guī)劃，我國的起重機械行業(yè)將重點發(fā)展大型散料港口裝卸運輸系統(tǒng)成套設(shè)備；大型集裝箱裝卸搬運成套設(shè)備；大型港口/公路鐵路貨運的集裝箱裝卸運輸系統(tǒng)成套設(shè)備；大型機械式立體停車系統(tǒng)成套設(shè)備；大型水電站專用起重機；大型冶金起重機；汽車、造船和制造業(yè)生產(chǎn)線所需的智慧、柔性化各種物料搬運成套設(shè)備；城市固體垃圾分撿處理系統(tǒng)所需的垃圾搬運設(shè)備。以上幾個西分類別將在未來幾年保持高速增長。

    近五年起重運輸設(shè)備制造業(yè)保持了年均30%以上的增長速度，2007年行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值達到2174.73億元，增長率達到31.39%。2008年2718.41億元，增長25%。目前我國起重機械市場前景十分看好。

    188噸卷揚機屬于特大型起重機械，在國內(nèi)都屈指可數(shù)，配上變頻器更是國內(nèi)首次，是國內(nèi)卷揚機制造業(yè)的里程碑。本文重點介紹臺達大功率變頻器在188噸卷揚機研制中的應(yīng)用技術(shù)。

    卷揚機（又叫絞車）是利用杠桿原理結(jié)合柔性繩索機械動力驅(qū)動卷筒的卷繞繩索運動，完成物料移動工作的通用機械。卷揚機既可以可以垂直提升也可以水平或傾斜拽引物料。電動卷揚機由電動機、聯(lián)軸節(jié)、制動器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機架上。

    根據(jù)卷揚機噸位否符合國家標準的角度：卷揚機分為國標卷揚機、非標卷揚機。國標卷揚機指符合國家標準的卷揚機，非標卷揚機是指廠家自己定義標準的卷揚機）通常只有具有生產(chǎn)證的廠商才可以生產(chǎn)國標卷揚機，價格也比非標卷揚機貴一些。

    常見的卷揚機噸位有：0.3T卷揚機 0.5T卷揚機 1T卷揚機 1.5T卷揚機 2T卷揚機 3T卷揚機 5T卷揚機 6T卷揚機 8T卷揚機 10T卷揚機 15T卷揚機 20T卷揚機 25T卷揚機 30T卷揚機。

    （1）提升188噸負載不溜鉤

    （2）在空中二次啟動不溜鉤。

    （3）速度從3HZ--50HZ運行平穩(wěn)，無共振。

    卷揚機起升機構(gòu)圖片如圖1所示。

    卷揚機電機銘牌參數(shù)：額定功率：110KW，額定電流：207A，額定電壓：380V，額定頻率：50HZ，額定轉(zhuǎn)速：740rpm ，如圖2所示。

    卷揚機制動器：2臺，如圖3所示。

 

    

 

    圖1  188噸卷揚機提升機構(gòu)

 

   

    圖2 110 千瓦卷揚電機

 

   

    圖3 機械制動器

 

    臺達C2000大功率系列變頻器采用磁場導向的向量控制，不但可做速度控制且可作為伺服位置控制，同時在位置控制可達到點對點定位、獨特的動態(tài)響應(yīng)性能，可以很好地滿足上述控制要求。四象限運行方式適用于卷揚機勢能負載要求的驅(qū)動與制動的雙向能量傳輸。

    C2000系列變頻器的技術(shù)性能優(yōu)勢：

    （1）優(yōu)異的速度/轉(zhuǎn)矩/位置控制模式、雙額定設(shè)計（ND一般負載/HD重負載）；

    （2）優(yōu)異的四象限轉(zhuǎn)矩控制及轉(zhuǎn)矩限制；

    （3）感應(yīng)馬達與同步馬達控制雙機一體；

    （4）內(nèi)建臺達PLC功能、安全停車機能、煞車制動單元；

    （5）LCD液晶顯示，開機畫面可顯示客戶LOGO

    （6）驅(qū)動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化；

    （7）同步定位控制功能；

    （8）長壽命設(shè)計與重要零件之壽命偵測；

    （9）增強的環(huán)境耐受性與保護；

    （10）全球安規(guī)相容于CE/UL/CUL；

    （11）模塊化設(shè)計易于維護與擴充；

    （12）高速通訊接口且內(nèi)建CANopen及MODBUS工業(yè)總線， 并可選購PROFIBUS-DP、 DeviceNet、 MODBUS TCP、EtherNet/IP Cards等工業(yè)總線。

    臺達C2000系列變頻器如圖4所示。主卷揚鉤變頻器接線方式如圖5所示。

   

    圖4—1 臺達C2000系列大功率變頻器VFD1100C43A

圖4-2 制動單元VFDB4132                        

    4-3 80KW4.5歐姆制動電阻柜

   

    4-4 變頻器主柜

 

 

    圖5 主卷揚鉤變頻器接線

    （1）確認機種代碼與銘牌相符。

    （2）控制模式00-11選擇2（SVC）；控制模式00-16選擇1（重載模式）

    （1）01-00最大操作頻率（電梯速度）50HZ；

    （2）01-01第一輸出頻率（電機銘牌）50HZ；

    （3）01-02第一輸出電壓（電機銘牌）380V。

    （1） 05-01電機滿載電流(額定電流) 207A；

    （2） 05-02電機額定功率110KW；

    （3） 05-04電機極數(shù)  8極；

    （4）05-03電機額定轉(zhuǎn)速740r/min。

    注意：必須設(shè)定1-01，5-04，最后設(shè)定5-03，否則之前兩個參數(shù)會關(guān)聯(lián)5-03的數(shù)值變化。

     按PU鍵此時PU燈亮起，進入?yún)��?shù)05-00設(shè)定為2，按RUN執(zhí)行電機參數(shù)自動量測

此自動量測不需釋放機械抱閘。自動量測過程中LED會顯示tUn，當tUn消失后表示參數(shù)已經(jīng)量測結(jié)束并已將結(jié)果存入05-06到05-09， 05-05人工輸入05-01*0.4。

    外部端子只有正反轉(zhuǎn)信號輸入，頻率來源有西門子S7-200通過模擬量0-10V給定，機械抱閘也是S7-200控制。變頻器只需要提供足夠的提升和制動力矩控制電機正常上下行即可。

    （1）1-12=2秒，第一加速時間

    （2）1-13=2秒，第一減速時間。

    （3）7-01=80，直流制動準位。

    （4）7-02=2秒，啟動直流制動時間。

    （5）7-03=3秒，停止直流制動時間。

    （6）7-04=2HZ，停止直流制動頻率。

    通過現(xiàn)場實際卷揚機工程提升實驗，臺達C2000變頻器驅(qū)動成功起重188噸負載。通過同等功率選型，充分考驗了C2000的過載能力。下行重載制動效果很好，沒有出現(xiàn)溜鉤情況，所有條件滿足客戶需求，4套C2000變頻器驗收交付客戶。

    隨著自動化程度的不斷提高，變頻器改造技術(shù)將廣泛應(yīng)用于起重行業(yè)，無論是提升還是行走，旋轉(zhuǎn)，變頻調(diào)速技術(shù)起到越來越重要的作用。C2000變頻器在起重行業(yè)的出色表現(xiàn)深受用戶的喜愛，隨著市場的應(yīng)用越來越廣泛，C2000變頻器將會有更大的發(fā)展空間。