摘要：目前起重機的起升電機都采用閉環(huán)矢量控制，具有定位精度高，機械特定硬，動態(tài)響應(yīng)快，起動力矩大等優(yōu)點，但這必須安裝軸編碼器采集電機的轉(zhuǎn)速信號，在很多老式門座機改造的現(xiàn)場，加裝軸編碼器困難很大，無法實現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，然而英威騰CHV190系列起重提升專用變頻器采用開環(huán)矢量控制也能實現(xiàn)門座機平穩(wěn)起制動，確保良好控制不溜鉤，本文就是一個CHV190在固定式門座機開環(huán)矢量控制改造的實例。

　　關(guān)鍵字：CHV190，開關(guān)矢量控制，門座機，軸編碼器

      Abstract: Recently crane electric system adopt close-loop vector control mostly in lifting motor，that bring good  mechanical properties, fast dynamic response and high start torque .All of these depend on shaft encoder collecting speed signal from motor, and there are so many problems for the shaft encoder’s installation in most of  the alteration projects with old portal crane electric system. However, INVT CHV190 series frequency converter could also realize smooth and steady control for portal crane motor by open-loop vector control , make sure no downwards sliding before starting ,this  article describes a successful  using of open-loop vector control in fixed portal crane alteration projects  by CHV190.

      Keywords：CHV190, Open-loop vector control，Portal crane，Shaft encorder

　　一、系統(tǒng)概述

　　固定式門座起重機是起重行業(yè)當中的一種典型設(shè)備，廣泛應(yīng)用于倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。系統(tǒng)有提升、回轉(zhuǎn)、變幅三個機構(gòu)，由于轉(zhuǎn)臺和支承固定于工作場所的土建基礎(chǔ)上，故沒有大車運行機構(gòu)，不能實現(xiàn)整機的水平移動。

　　固定式門座機提升機構(gòu)與普通門座機類似，上行、下放允不許產(chǎn)生“溜鉤”，性能上4HZ速度給定時，要求輸出至少150%的額定轉(zhuǎn)矩，功能上需有可靠的抱閘時序控制。

　　本項目GZ1620固定式起重機起升額定重量16噸，最大工作幅度20M，最小工作幅度7.5M，起升高度7M，起升工作速度33M/min，主要改造機構(gòu)是雙起升機構(gòu)，起升機構(gòu)為兩臺55KW繞線式異步電動機，改造前為傳統(tǒng)繼電器接觸器控制線路，沒有PLC控制器，起升電機采用串電阻調(diào)速，通過逐級切除轉(zhuǎn)子電阻來實現(xiàn)多檔切換和起動電流限制，該調(diào)速方式可靠性低，噪音大，能耗高，故障停時長，機械抱閘由液壓制動器完成，當起升手柄回零，抱閘信號立即送出，沒有減速停車時間，抱閘沖擊很大，對金屬結(jié)構(gòu)、機械傳動裝置以及制動器本身都造成損壞，鑒于以上不足，港口方面決定與我司合作，采用我司的CHV190系列變頻器對門座機的起升機構(gòu)進行變頻調(diào)速改造。

　　二、改造技術(shù)方案

　　根據(jù)現(xiàn)場情況，加裝軸編碼器非常不易，而該門座機主要用于裝卸鋼卷、鋼絲條等件雜貨，對定位精度要求不高，客戶要求原有控制線路不做大規(guī)模變動，仍然保留原來的控制線路和連鎖保護，改動線路部分盡可能少，方便港方后續(xù)維護，于是我方?jīng)Q定采用如下改造方案：

　　1.采用2臺CHV190-075G-4+制動單元+制動電阻驅(qū)動2臺55KW繞線電機；

　　2.不配置異步PG卡，直接采取開關(guān)矢量控制；

　　3.制作兩臺變頻柜，配置斷路器，輸入輸出電抗器，隔離變壓器，中間繼電器，電流互感器，指針電流表，指針電壓表，運行/故障指示燈等，安裝于原有開關(guān)柜旁邊，將開關(guān)柜電源線引到變頻柜進線端作為主電源，使原有連鎖保護仍然發(fā)揮作用；

　　4.拆除原有調(diào)速電阻器，安裝制動電阻箱；

　　5.將繞線電機轉(zhuǎn)子短接，作為鼠籠電機使用；

　　6.保留原切除電阻的接觸器，通過中間繼電器隔離處理作為變頻器多段速給定信號以及方向信號。

　　7.改造制動器控制方式，采用變頻器輸出繼電器端子作為制動器油泵電機接觸器的線圈控制信號，由變頻器實現(xiàn)減速停車，加速起動，松閘/抱閘，保證不溜鉤的同時避免對金屬結(jié)構(gòu)的沖擊。

　　三、系統(tǒng)圖

　　改造前，采用串電阻調(diào)速，接觸器切換吸合實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，抱閘在運行信號消失的同時動作。

　　改造后，采用變頻器多段速功能調(diào)速，S曲線加減速運行，變頻器輸出繼電器控制抱閘。

　　四、調(diào)試過程

　　1．起升變頻器1調(diào)試過程

　　由于負載現(xiàn)場無法分開，設(shè)定電機基本參數(shù)后采用靜止自學(xué)習(xí)功能，參數(shù)見下表：

設(shè)置其他參數(shù)如下

2．起升變頻器2參數(shù)調(diào)試

電機基本參數(shù)以及自學(xué)習(xí)參數(shù)

設(shè)置其他參數(shù)如下

　　參數(shù)設(shè)定完畢后，兩臺電機進行空載試運行，1#變頻器空載電流35A，2＃變頻器空載電流27A，吊掛12噸負載后2#電機出現(xiàn)提升力矩不夠的現(xiàn)象，提升開始瞬間開始下溜，調(diào)整2#變頻器參數(shù)P2.07為0.059,P2.11為31.4，2#電機回歸正常，吊掛16噸負載后，1#電機偶爾在提升重物過程中出現(xiàn)下溜，雖然不是每次都發(fā)生，但是客戶表示不能接受，于是我方調(diào)整1#變頻器P2.08為0.039，1#電機回歸正常。

　　3.記錄波形如下

　　1#變頻器波形

　　2#變頻器波形

　　五、結(jié)束語

　　起重機行業(yè)對變頻器的性能、功能有著較高的要求，傳統(tǒng)的閉環(huán)矢量控制對于改造項目，存在安裝編碼器困難，改動線路多，改造周期長的特點，但是開環(huán)矢量控制往往又滿足不了改造后的起重機的性能要求，ABB、西門子、安川等進口變頻器的開環(huán)矢量控制也很少成功，英威騰CHV190系列變頻器的開環(huán)矢量控制在門座機的成功應(yīng)用，開創(chuàng)了國產(chǎn)變頻器在起重提升行業(yè)的技術(shù)突破，走在世界的前列。

　　六、參考文獻

　　1.《CHV190系列起重機專用變頻器說明書》英威騰電氣股份有限公司2007

　　2.《起重機設(shè)計規(guī)范》國家標準GB/T38112004