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,港口機械 起重機 垂直客貨梯 建筑塔吊 施工升降梯 閘門啟閉機 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)在滬東船廠起重機上帶載運行一次性成功！,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 適用于垂直運動（提升，位能性負(fù)載）或水平運

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) (制動觸點狀態(tài)反饋) 制動器打開時的轉(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 制動器打開時的轉(zhuǎn)矩方向可以是固定向上 給予一個電流上升斜坡去避免制動時的震動 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)置為電機的滑差頻率，因為在開環(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,制動器反饋接點的控制功能 通過指定到一個邏輯輸入口此功能可被激活 (BCI=Lix ) : 它控制制動器反饋點位置和制動繼電器命令的一致性 可以用制動反饋觸點來引導(dǎo)制動順序，在這種情況下，制動反饋觸點相對于制動計時器優(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， 制動順序被激活,假如BCI=Lix 這個制動器反饋接觸點

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 計時器 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、點反饋,ATV71在沈陽建機調(diào)試參數(shù),高速提升,描述： 當(dāng)負(fù)載很輕或空載時，本功能可以實現(xiàn)運行周期的優(yōu)化 變頻器運行于恒功率模式，在輸出電流不超過電機額定電流的前提下，使速度超過額定值 典型應(yīng)用 : 天車的提升運動 起重機 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)計算 優(yōu)勢 : 速度斜坡保持線性 缺陷 : 稱重需

6、要時間 “電流限幅” 模式 : 上升時根據(jù)電機電流限制最高速度固定 下降時（發(fā)電機模式）本功能自動變?yōu)樗俣饶Ｊ?優(yōu)勢 : 上升時無臺階式延時 超過額定轉(zhuǎn)速以恒功率運行 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)載重量計算得到,頻率給定,HSP,FRS,輸出頻率,上升或下降的時序,計算限幅,HSP,FRS,t,t,在獲得停車命令或改變 運轉(zhuǎn)方向命令之前,速度 將保持在計算的速度限 幅內(nèi),獲得運行命令后，一旦到達(dá)速度OSP , 在時間段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)載重量計算得

7、到,速度限幅根據(jù)估算負(fù)載(轉(zhuǎn)矩計算)獲得 在電動機象限:max speed = reference x FRS x f(COF, OTR) 在發(fā)電機象限:max speed = reference x FRS x f(COR, OTR) FRS 額定電機頻率 OTR輸出轉(zhuǎn)矩 COF電動機象限的優(yōu)化系數(shù) (0-100%) COR發(fā)電機象限的優(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)速計算中止 若給定頻率FRH 電機額定頻率 (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)電機象限模式:速度給定有效,CLx,電流,t,發(fā)電機模式,電動機模式,由電流限幅決定 的速度限制,電流限幅,獲得運行命令后, 一旦速度達(dá)到SCL ,速度則被限制到 CLO,在電動機象限模式,電流限幅有效,高速提升電流限幅模式,僅在電動機象限有效 在發(fā)電機象限,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 電動機象限的電流限幅由參數(shù) CLO 決定 發(fā)電機象限的電流限幅由參數(shù) CLI, CL2決定,高速提升總計,實現(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)約運行周期 經(jīng)濟解

9、決方案 與提升功能兼容,負(fù)荷平衡,適用于兩套電機機械同軸連接，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) 起吊運動 轉(zhuǎn)爐傾動,負(fù)荷平衡描述,本功能通過校正機械固定在一起的一個或多個電機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 個參數(shù)用來設(shè)置校正值: LBC (Hz) = 速度較正 3個專家參數(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 ,求和等運算）,主從控制轉(zhuǎn)矩控制,主傳動的一個設(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)時間由模擬輸出和模擬輸入的響應(yīng)時間決定,f ref,M,M,主機速度調(diào)節(jié),從機轉(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)整抱閘釋放時維持負(fù)載的必要轉(zhuǎn)距 使得上升下降起動時無一點震動 應(yīng)用：負(fù)荷經(jīng)常變動 電梯 升降機 起重機,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外加的4-20mA輸出傳感器（比例）；與一個已定義此作用(PES=Aix)的模擬邏輯輸入口相連。 一組參數(shù)用來對應(yīng)實測重量與抱閘釋放前的電流； 本功能對電動機象限和再生發(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)載點可對電機認(rèn)為是零負(fù)載點.

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 % 電機額定電流 (典型值) 2秒：165 % of 電機額定電流(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：30 % 的電機額定轉(zhuǎn)矩 (典型值） 帶制動電阻時 : =90 kW =200kW （選配標(biāo)準(zhǔn)制動單元）: 88% 的電機額定功率，占空比為50% 150% 的電機額定功率，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)行電機制動時，電機內(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，制動單元的工作最大電流是選擇的唯一依據(jù)，其計算公式如下：,D、最后計算制動電阻的標(biāo)稱

14、功率由于制動電阻為短時工作制，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. 制動特點能耗制動（電阻制動）的優(yōu)點是構(gòu)造簡單，缺點是運行效率降低，特別是在頻繁制動時將要消耗大量的能量，且制動電阻的容量將增大。,ATV71的電機控制方式,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 個拐點) 轉(zhuǎn)矩控制方式 同步電機控制 ENA 系統(tǒng) (對于負(fù)載不平衡時的 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倍的電機額定電流左右 降低諧波電流,