ATV71在起重上的應(yīng)用

1、,ATV71變頻器在垂直提升設(shè)備中的應(yīng)用,ISD-OEM 2006/03,提升應(yīng)用設(shè)備,港口機(jī)械 起重機(jī) 垂直客貨梯 建筑塔吊 施工升降梯 閘門啟閉機(jī) 礦用設(shè)備 高爐上料 氧槍提升 轉(zhuǎn)爐傾動 好消息！250kw的ATV71今天(3月1日)在滬東船廠起重機(jī)上帶載運(yùn)行一次性成功！,ATV71在垂直提升應(yīng)用中的功能,制動控制邏輯 高速提升 負(fù)荷分配 主從控制 負(fù)荷稱重和測量 制動接點(diǎn)控制,制動邏輯控制的概念,管理提升設(shè)備電磁制動釋放和施加的順序； 制動的釋放和施加被連續(xù)精確控制： 任何情況下負(fù)載被維持而不會溜滑 保護(hù)制動器避免過度磨損 平滑地起動和停止負(fù)載 適用于垂直運(yùn)動（提升，位能性負(fù)載）或水平運(yùn)

2、動（行走，變幅，摩擦類負(fù)載） 可用于開環(huán)或閉環(huán)控制 可接受負(fù)荷重量信號用以最精確的釋放 可接受制動接點(diǎn)信號以保證安全抱閘,制動邏輯 - 描述,制動控制順序 : 制動器的打開和抱閘 基于制動器打開的轉(zhuǎn)矩 制動器打開和施加的頻率 制動器的狀態(tài) (制動觸點(diǎn)狀態(tài)反饋) 制動器打開時(shí)的轉(zhuǎn)矩控制: 轉(zhuǎn)矩能通過參數(shù)被調(diào)節(jié) (固定值或額外的稱重) 對于上升和下降，它的值可以是不同的 制動器打開時(shí)的轉(zhuǎn)矩方向可以是固定向上 給予一個(gè)電流上升斜坡去避免制動時(shí)的震動 假如轉(zhuǎn)矩水平未達(dá)到制動將不被打開,制動邏輯 - 描述,制動釋放頻率和制動施加頻率 目的是保證轉(zhuǎn)矩控制模式轉(zhuǎn)化為速度控制模式時(shí)轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定以保持負(fù)載； 制動釋

3、放頻率 自動設(shè)置為電機(jī)的滑差頻率，因?yàn)樵陂_環(huán)的情況下，滑差頻率以上是可以保證輸出力矩的 所以必須準(zhǔn)確輸入電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速從而獲得準(zhǔn)確的滑差頻率 制動施加頻率 自動設(shè)置為電機(jī)滑差頻率的兩倍 其中考慮了克服負(fù)載的慣性,制動邏輯 - 描述,制動器反饋接點(diǎn)的控制功能 通過指定到一個(gè)邏輯輸入口此功能可被激活 (BCI=Lix ) : 它控制制動器反饋點(diǎn)位置和制動繼電器命令的一致性 可以用制動反饋觸點(diǎn)來引導(dǎo)制動順序，在這種情況下，制動反饋觸點(diǎn)相對于制動計(jì)時(shí)器優(yōu)先,制動邏輯 - 描述,BED=NO 跳躍頻率 JDC BED= YES 當(dāng)方向變換過零時(shí)， 制動順序被激活,假如BCI=Lix 這個(gè)制動器反饋接觸點(diǎn)

4、用來控制制動器的狀態(tài) 在Expert Menu 菜單里，可以設(shè)置它比 計(jì)時(shí)器 BRT, BET優(yōu)先,IBR 能是 : 根據(jù)方向有符號 BIP=NO - 總是正 BIP=YES - 不同 在上升(IBR) 在下降 (IRD) BIP=2IBr - 稱重功能 BIP=NO + weight,BIR,JDC,BEN =制動設(shè)置為滑差,磁通,上升,下降,輸出頻率,電流t,Rx or 邏輯輸出,制動器 狀態(tài),轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié),速度調(diào)節(jié),BRT,BET,BRR,TTR,1,0,釋放,pwm 關(guān)閉,BRR,抱閘,磁通激活,制動器釋放電流IBR,制動釋放頻率 BIR,跳躍頻率 JDC,抱閘激活頻率 BEN,制動器接觸

5、點(diǎn)反饋,ATV71在沈陽建機(jī)調(diào)試參數(shù),高速提升,描述： 當(dāng)負(fù)載很輕或空載時(shí)，本功能可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行周期的優(yōu)化 變頻器運(yùn)行于恒功率模式，在輸出電流不超過電機(jī)額定電流的前提下，使速度超過額定值 典型應(yīng)用 : 天車的提升運(yùn)動 起重機(jī) 絞盤 ,高速提升 - 描述,最高頻率 HSP,額定頻率 FrS,恒功率 C=k FrS/F,恒轉(zhuǎn)矩 C=k U/F,瞬態(tài)過轉(zhuǎn)矩,額定轉(zhuǎn)矩,Cn,FrS,HSP,轉(zhuǎn)矩,頻率,可能運(yùn)行于某高于額定轉(zhuǎn)速，但提供的力矩減少了 有兩種模式可以限制最高提升速度,高速提升的兩種模式,“速度給定” 模式 : 最高允許速度由變頻器以負(fù)載的函數(shù)計(jì)算 優(yōu)勢 : 速度斜坡保持線性 缺陷 : 稱重需

6、要時(shí)間 “電流限幅” 模式 : 上升時(shí)根據(jù)電機(jī)電流限制最高速度固定 下降時(shí)（發(fā)電機(jī)模式）本功能自動變?yōu)樗俣饶Ｊ?優(yōu)勢 : 上升時(shí)無臺階式延時(shí) 超過額定轉(zhuǎn)速以恒功率運(yùn)行 額定轉(zhuǎn)速以上不超過額定電流 缺陷 : 電流限幅使的速度斜坡非線性 只有在電動機(jī)象限才可用,高速提升速度給定模式速度根據(jù)負(fù)載重量計(jì)算得到,頻率給定,HSP,FRS,輸出頻率,上升或下降的時(shí)序,計(jì)算限幅,HSP,FRS,t,t,在獲得停車命令或改變 運(yùn)轉(zhuǎn)方向命令之前,速度 將保持在計(jì)算的速度限 幅內(nèi),獲得運(yùn)行命令后，一旦到達(dá)速度OSP , 在時(shí)間段tOS內(nèi)，速度將穩(wěn)定在該轉(zhuǎn)速以執(zhí)行稱重功能,高速提升速度給定模式速度根據(jù)負(fù)載重量計(jì)算得

7、到,速度限幅根據(jù)估算負(fù)載(轉(zhuǎn)矩計(jì)算)獲得 在電動機(jī)象限:max speed = reference x FRS x f(COF, OTR) 在發(fā)電機(jī)象限:max speed = reference x FRS x f(COR, OTR) FRS 額定電機(jī)頻率 OTR輸出轉(zhuǎn)矩 COF電動機(jī)象限的優(yōu)化系數(shù) (0-100%) COR發(fā)電機(jī)象限的優(yōu)化系數(shù) (0-100%) 在tOS期間, 若給定頻率FRH減少到OSP以下, 則最高轉(zhuǎn)速計(jì)算中止 若給定頻率FRH 電機(jī)額定頻率 (FRS) ,則頻率輸出被設(shè)定為FRH 但不超過估算最高轉(zhuǎn)速.,高速提升電流限幅模式,電動機(jī)模式,頻率給定,HSP,FRS,輸出

8、頻率,上升順序,HSP,FRS,t,t,t,在發(fā)電機(jī)象限模式:速度給定有效,CLx,電流,t,發(fā)電機(jī)模式,電動機(jī)模式,由電流限幅決定 的速度限制,電流限幅,獲得運(yùn)行命令后, 一旦速度達(dá)到SCL ,速度則被限制到 CLO,在電動機(jī)象限模式,電流限幅有效,高速提升電流限幅模式,僅在電動機(jī)象限有效 在發(fā)電機(jī)象限,模式自動轉(zhuǎn)化為速度限幅模式 (HSO=SSO) 若輸出頻率 (RFR) 門檻 SCL : 速度給定為 FRH 電動機(jī)象限的電流限幅由參數(shù) CLO 決定 發(fā)電機(jī)象限的電流限幅由參數(shù) CLI, CL2決定,高速提升總計(jì),實(shí)現(xiàn)簡單 專用菜單 設(shè)置簡單 無須外部傳感器 性能優(yōu)越 節(jié)約運(yùn)行周期 經(jīng)濟(jì)解

9、決方案 與提升功能兼容,負(fù)荷平衡,適用于兩套電機(jī)機(jī)械同軸連接，各自由變頻器控制，用此功能取得良好的負(fù)載平衡. 應(yīng)用類型 傳送帶 吊臂回轉(zhuǎn) 起吊運(yùn)動 轉(zhuǎn)爐傾動,負(fù)荷平衡描述,本功能通過校正機(jī)械固定在一起的一個(gè)或多個(gè)電機(jī)的速度來平衡他們之間的轉(zhuǎn)矩. 這種校正是負(fù)載的函數(shù)（人為改變滑差控制） 變頻器必須是開環(huán)控制. 本功能對任何一種電動或四像限再生發(fā)電狀況都適用,負(fù)荷平衡描述,1 個(gè)參數(shù)用來設(shè)置校正值: LBC (Hz) = 速度較正 3個(gè)專家參數(shù)用于優(yōu)化 : 校正因數(shù)取決于速度和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩. K= K1 f(F) x K2 f(C) 校正值 = K*LBC LBC1 (Hz) =校正動作的最小速度 L

10、BC2 (Hz) =校正動作的最大速度 LBC3 (%) =在校正動作的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩偏移 校正值可由 LBF進(jìn)行濾波,主從控制速度跟隨,主變頻電機(jī)的脈沖編碼器輸出連接到從變頻變頻器： 可以設(shè)定為脈沖給定的模擬輸入口； 編碼器卡； 作為脈沖給定 脈沖輸入可被用做任何給定方式（速度給定，PI ,求和等運(yùn)算）,主從控制轉(zhuǎn)矩控制,主傳動的一個(gè)設(shè)定為轉(zhuǎn)矩模擬輸出給從傳動的模擬輸入，該模擬輸入設(shè)定為轉(zhuǎn)矩限幅限幅或轉(zhuǎn)矩給定. 響應(yīng)時(shí)間由模擬輸出和模擬輸入的響應(yīng)時(shí)間決定,f ref,M,M,主機(jī)速度調(diào)節(jié),從機(jī)轉(zhuǎn)矩控制,速度給定 AIx,轉(zhuǎn)距給定,Ao,負(fù)荷重量輸入,描述 通過重量測量傳感器將負(fù)荷重量輸入給變頻器

11、（模擬輸入信號） 根據(jù)該信號來調(diào)整抱閘釋放時(shí)維持負(fù)載的必要轉(zhuǎn)距 使得上升下降起動時(shí)無一點(diǎn)震動 應(yīng)用：負(fù)荷經(jīng)常變動 電梯 升降機(jī) 起重機(jī),負(fù)荷重量輸入,本功能與抱閘制動邏輯緊密相關(guān)； 它改變負(fù)載在停止位置抱閘釋放打開前的電流水平IBR ； 停止位置重量的測量由一個(gè)外加的4-20mA輸出傳感器（比例）；與一個(gè)已定義此作用(PES=Aix)的模擬邏輯輸入口相連。 一組參數(shù)用來對應(yīng)實(shí)測重量與抱閘釋放前的電流； 本功能對電動機(jī)象限和再生發(fā)電象限都有效； 如果重量信號丟失, 抱閘釋放時(shí)的IBR 自動地設(shè)置預(yù)先定義的安全值。,負(fù)荷重量輸入標(biāo)定舉例,由于平衡重錘的作用，轎廂的非零負(fù)載點(diǎn)可對電機(jī)認(rèn)為是零負(fù)載點(diǎn).

12、,ATV71的驅(qū)動性能,瞬態(tài)過轉(zhuǎn)矩能力 (+/-10%) 60秒：170% 到 220% 額定轉(zhuǎn)矩 (取決于電機(jī)和變頻器功率) 2秒：220% 額定轉(zhuǎn)矩 (典型值) 最大瞬態(tài)電流 60秒：150 % 電機(jī)額定電流 (典型值) 2秒：165 % of 電機(jī)額定電流(典型值),開環(huán)控制 閉環(huán)控制,ATV71的驅(qū)動性能制動轉(zhuǎn)矩,不帶制動電阻時(shí)：30 % 的電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩 (典型值） 帶制動電阻時(shí) : =90 kW =200kW （選配標(biāo)準(zhǔn)制動單元）: 88% 的電機(jī)額定功率，占空比為50% 150% 的電機(jī)額定功率，占空比為5%,ATV71制動電阻的選配最小阻值,M,ATV71,160KW （ATV7

13、1C16N4）以內(nèi)的產(chǎn)品全部內(nèi)置制動單元,ATV71制動電阻的選配,一.制動單元與制動電阻的選配A、首先估算出制動轉(zhuǎn)矩,一般情況下，在進(jìn)行電機(jī)制動時(shí)，電機(jī)內(nèi)部存在一定的損耗，約為額定轉(zhuǎn)矩的18%-22%左右，因此計(jì)算出的結(jié)果在小于此范圍的話就無需接制動裝置； B、接著計(jì)算制動電阻的阻值,在制動單元工作過程中，直流母線的電壓的升降取決于常數(shù)RC，R即為制動電阻的阻值，C為變頻器內(nèi)部電解電容的容量。這里制動 單元動作電壓值一般為710V。,ATV71制動電阻的選配,C、然后進(jìn)行制動單元的選擇在進(jìn)行制動單元的選擇時(shí)，制動單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計(jì)算公式如下：,D、最后計(jì)算制動電阻的標(biāo)稱

14、功率由于制動電阻為短時(shí)工作制，因此根據(jù)電阻的特性和技術(shù)指標(biāo)，我們知道電阻的標(biāo)稱功率將小于通電時(shí)的消耗功率，一般可用下式求得：制動電阻標(biāo)稱功率 = 制動電阻降額系數(shù) X 制動期間平均消耗功率 X 制動使用率%二. 制動特點(diǎn)能耗制動（電阻制動）的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡單，缺點(diǎn)是運(yùn)行效率降低，特別是在頻繁制動時(shí)將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。,ATV71的電機(jī)控制方式,帶傳感器的矢量控制方式 (電流矢量型) 無傳感器矢量控制方式 (電壓矢量或電流矢量型) 壓/頻比方式 (可設(shè)置 2 或 5 個(gè)拐點(diǎn)) 轉(zhuǎn)矩控制方式 同步電機(jī)控制 ENA 系統(tǒng) (對于負(fù)載不平衡時(shí)的 能量返回系統(tǒng)),操作界面遠(yuǎn)程圖形終端,中文在內(nèi)的6種標(biāo)準(zhǔn)語言 可以顯示 8 行24個(gè)字符 通過轉(zhuǎn)輪設(shè)置菜單導(dǎo)航 顯示電流變化和狀態(tài) 數(shù)字或條線圖顯示 電機(jī)控制 診斷 存儲4套配置 功率鍵 多變頻的操作方式 用戶自定義 .,電磁兼容性和諧波,所有規(guī)格內(nèi)置 A級EMC濾波器， 滿足EN61800-3 cat. C2 (EN55011 Class A group1) 或EN61800-3 cat. C3 (EN55011 Class A group2) 高于 15kW（400V）以上的所有規(guī)格內(nèi)置直流電抗器 將線電流限制在 1.1倍的電機(jī)額定電流左右 降低諧波電流,