EV100在塔吊回轉控制中的應用

■ 引言

現在，我國的建筑用塔式起重機已越來越普遍，從普通的多層建筑、房地產工程、高層建筑到大型的鐵路工程、橋梁工程、電力工程、水利工程，到處都有塔機的應用。計算機輔助設計、微電子技術、程控語言控制技術都在塔機上得到了應用。其中啟升機構、回轉機構、小車變幅機構的控制發展趨勢是采用變頻器控制。

回轉機構的特點是具有較大的慣性沖擊，啟動過快沖擊大，停車和打反轉都不允許過快過急，否則不僅運轉不平穩，還會損壞機構。較好的解決辦法是采用變頻調速使起制動平穩。并且采用變頻器控制以后使系統控制更為簡單，控制系統具有多重保護，使系統更加安全可靠。
■ 塔吊變頻控制方案

一、塔吊回轉變頻控制原理

山西工程機械廠是一家專業生產建筑起重機（俗稱：塔吊）的廠家，以前使用通用型變頻器(V/F控制)，由于機器低頻轉矩太小，造成啟動過程旋轉臂抖動厲害。

現改用南京歐陸EV100-4kw（帶6極3kW三相異步電動機）高性能矢量變頻器，能很好地解決上述問題。電氣接線圖如下：

改造時，起初沒加制動電阻，停車時旋轉臂前進角度太大（40Hz，吊了1噸重物），啟動過程旋轉臂偶爾出現抖動，主要因為啟動時輸出力矩不夠（電機在啟動過程出現停車現象）；而停不下來時，塔吊司機習慣打反轉，變頻器經常跳OU2。

后來加上2倍標準（功率）的制動電阻，經優化變頻器停車參數后，停車時，因為慣性，旋轉臂前進角度不到20度（40Hz，吊了1噸重物），已經達到建筑起重機國標標準。

通過更改加減速時間，提升啟動轉矩和啟動頻率，電動機從未出現過停車和抖動等現象。

二、變頻器主要功能碼設置

P0.01  1   端子指令通道；

P0.07  5   多段速運行設定；

P0.11  7.0 加速時間；

P0.12  15  減速時間；

P1.01  4.0 直接啟動開始頻率；

P1.02  0.1 啟動頻率保持時間；

P1.05  1   加減速方式為S曲線型；

P1.06  1   自由停機；

P3.00  30  速度環比例增益；

P5.00  1   HDI為開關量輸入；

P5.01  1   S1端子為正轉運行；

P5.02  2   S2端子為反轉運行；

P5.03  16  多段速端子1；

P5.04  17  多段速端子2；

P5.05  18  多段速端子3；

P5.08  7   HDI端子故障復位；

P8.16  3   故障自動復位3次；

PA.04  60.0  低速段；

PA.06  80.0  中速段；

PA.10  100.0  高速段；

其他詳情參見《EV100系列矢量變頻器說明書》。

■ 總結

由于塔吊回轉機構具有較大的慣性沖擊，啟動過快沖擊大，如果停車和打反轉過快過急，將使系統運轉不平穩，甚至停機，還會損壞機構。因此，選用力矩特性優越的EV100矢量變頻器，選配較大功率的制動電阻，并設定合適的加減速時間和啟停方式等才能克服上述問題。

 CM200系列起重專用變頻器案列

一、負載特點：

橋式行車起重機啟動頻繁，定位要求高，因此停機剎車制動要好（一般變頻器在給出剎車信號時抱閘聲過大且抖動），一般由橋架運行機構、電動葫蘆、橋架金屬結構和電氣系統組成。電動葫蘆作為橋式行車起重機的起升機構，并沿主梁運行。橋式行車起重機起升機構包括制動器、電動機、減速機、卷筒和滑輪組。電動機通過減速機，帶動卷筒轉動，使鋼絲繩繞在卷筒或從卷筒放下，以升降重物，中、小型橋式行車起重機較多采用制動器、減速機和電動機組合成一體的“三合一”驅動方式，大起重量的普通橋式行車起重機為便于安裝和調整，驅動裝置常采用萬向聯軸器。

二、對變頻器應用要求：

1、低頻時能保證恒轉矩輸出，以免低頻滿負載情況下帶不動負載。

2、過載能力強、可靠性高，滿負載時空中停車或再提升時不產生溜鉤現象。

3、抱閘時要求平緩、無明顯抖動。

               首次設定需輸入正確密碼按JOG鍵01430

三、調試指南：

  四、注意事項：
        1、提升電機一般采用矢量模式控制，變頻器以“矢量控制” (b1.00=0 或 1) 模式運行時，對準確的電機參數依賴性很強所以要求電機自學習后在帶載

2、左右行走電機一般采用多段速，減速停機方式     

基本配線圖

　　EV510A-XX-T4/QZ系列起重專用變頻器應用案例

　　一、 應用要求

　　單梁行車，一般使用錐形電機，自帶抱閘，低頻時由于電壓低會出現抱閘無法打開或者溜鉤現象，因此對變頻器低頻帶載能力要求比較高。雙梁行車，外接抱閘信號，在松抱閘頻率要求比較低時，也對變頻器低頻帶載能力有要求。同時雙梁起重由變頻器控制板發出松抱閘信號，因此，松抱閘信號的時序邏輯要求正確可靠，在出現任何意外情況如變頻器故障，電源電壓降低，電機、變頻器過載等時都能夠及時抱閘。行車需要多段速運行，要求變頻器有足夠多的控制端子。

　　二、 現場應用

　　三、調試指南

　　調試說明：

　　1、提升默認SVC模式

　　2、端子指令，多段速控制，每段具體根據客戶需求設置

　　3、雙梁外加抱閘信號時繼電器輸出功能選擇43

　　4、松閘如果有溜鉤現象，可以適當調高松閘頻率，并加一些勵磁時間如0.5秒

　　5、在負載較重時，抱閘如果有溜鉤現象，可以適當調高抱閘頻率，使電機在有足夠力矩的情況下抱閘

　　6、使能過載保護時，如果過載運行超過過載時間，則進入過載保護，過載保護狀態下，只能下行運行，不可以提升運行

　　7、采用無感矢量控制，低頻力矩較V/F控制大，但是無感矢量對電機參數依賴比V/F強，因此，采用無感矢量時最好先進行自學習。在某些特殊場合，如果采用無感矢量容易報過流限流故障，可嘗試采用V/F控制。