門座式起重機(jī)是一種造船廠常用的起重機(jī)，主要用于船臺(tái)、浮船塢和艤裝現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行船體拼接、設(shè)備艤裝等吊裝工作，用吊鉤作為吊具。這類設(shè)備的最大起重量達(dá)300 噸，幅度大時(shí)起重量相應(yīng)減小，有多檔起升速度，吊重輕時(shí)可提高起升速度，有些工作機(jī)構(gòu)還備有微動(dòng)裝置，以滿足安裝要求。

　　變頻器調(diào)速是近年發(fā)展起來(lái)的自動(dòng)控制技術(shù)，它利用改變被控對(duì)象的電源頻率，成功實(shí)現(xiàn)了交流電動(dòng)機(jī)大范圍的無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，在運(yùn)行過(guò)程中能隨時(shí)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載情況，使電機(jī)始終處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)均有很高的效率，節(jié)能效果明顯。采用變頻器對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制， 使用方便、可靠性高， 且經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　本文主要介紹英威騰專為起重機(jī)定制的變頻器Goodrive 350-19在造船門座式起重機(jī)上的具體應(yīng)用。

　1 門座式起重機(jī)組成介紹

　　門座式起重機(jī)由機(jī)械部分和電氣系統(tǒng)兩大部分組成。

　　1.1門座式起重機(jī)的組成

　　門座式起重機(jī)結(jié)構(gòu)分為主起升、副起升、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等機(jī)構(gòu)組成。主起升、副起升、變幅機(jī)構(gòu)配有電力液壓鼓式制動(dòng)器作為停止運(yùn)行后制動(dòng)，需由具有起重抱閘專用邏輯功能的變頻器驅(qū)動(dòng)控制，以達(dá)到各機(jī)構(gòu)接受運(yùn)行、停止、變速定點(diǎn)停車等功能，不允許“溜車”事故發(fā)生如圖1所示。

圖 1 30T/10T 門座式起重機(jī)實(shí)體圖

　　1.2 門座式起重機(jī)電氣系統(tǒng)介紹

　　門座式起重機(jī)電氣系統(tǒng)主要由人機(jī)界面、PLC、變頻器、電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、制動(dòng)系統(tǒng)等組成。各機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù)如表1所示。

表 1 各機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù)

　　系統(tǒng)對(duì)變頻器的要求如下：

　　(1)能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，具有大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，通常超過(guò)150%的額定轉(zhuǎn)矩，若考慮超載實(shí)驗(yàn)等因素，至少應(yīng)在起動(dòng)加速過(guò)程中提供200%的額定轉(zhuǎn)矩。

　　(2) 由于機(jī)械制動(dòng)器的存在，為使變頻器輸出轉(zhuǎn)矩與機(jī)械制動(dòng)器的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩平滑切換，不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象，具有變頻器啟動(dòng)信號(hào)與機(jī)械制動(dòng)器動(dòng)作信號(hào)的控制時(shí)序。

　　(3) 當(dāng)?shù)蹉^向下運(yùn)行在減速段時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電狀態(tài)，其能量要向變頻器母線側(cè)回饋，必須根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況處理這部分再生能量。

　　(4) 提升重物離開(kāi)地面時(shí)瞬間負(fù)載變化劇烈，變頻器應(yīng)能對(duì)這種沖擊性負(fù)載進(jìn)行平滑控制。

　　(5) 由于生產(chǎn)效率的要求，門座式起重機(jī)須具備快速啟停提升能力。

　　2 英威騰變頻器應(yīng)用方案

　　2.1門座式起重機(jī)控制方案

　　門座式起重機(jī)通過(guò)操作室操作手柄、人機(jī)界面發(fā)出指令給到PLC，經(jīng)PLC處理運(yùn)算后輸出控制變頻器啟停(端子命令)及速度命令(多段速信號(hào))，驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)在不同運(yùn)行階段實(shí)現(xiàn)調(diào)速，如圖2所示?？刂葡到y(tǒng)包括以下幾個(gè)部分：

　　(1)主起升、副起升、變幅機(jī)構(gòu)電機(jī)由對(duì)應(yīng)的Goodrive 350-19系列起重專用變頻器驅(qū)動(dòng)，設(shè)置抱閘專用邏輯使能，根據(jù)門座式起重機(jī)專用抱閘時(shí)序邏輯控制制動(dòng)器開(kāi)合閘，抱閘邏輯控制融合轉(zhuǎn)矩驗(yàn)證，轉(zhuǎn)矩建立完成后進(jìn)行松閘控制，安全不“溜車”。

　　(2) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)有2臺(tái)22K W /380V電機(jī)，由1臺(tái)55KWGoodrive 350-19系列起重專用變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)1#回轉(zhuǎn)電機(jī)和2#回轉(zhuǎn)電機(jī)。

　　(3) 行走機(jī)構(gòu)有8臺(tái)4KW/380V電機(jī)，由1臺(tái)55KWGoodrive 350-19系列起重專用變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)1#行走電機(jī)至8#行走電機(jī)。

　　(4)起升機(jī)構(gòu)下行、回轉(zhuǎn)、行走機(jī)構(gòu)慣性停車時(shí)發(fā)電產(chǎn)生的能量通過(guò)外置(DBU)或內(nèi)置的制動(dòng)單元以及外接的制動(dòng)電阻發(fā)熱耗散。

　　　　圖 2 門座式起重機(jī)電氣系統(tǒng)示意圖

　　2.2電氣配置(見(jiàn)表2)

表 2 系統(tǒng)電氣配置

　　2.3現(xiàn)場(chǎng)電控柜(見(jiàn)圖3)

圖 3 現(xiàn)場(chǎng)電控柜

　　3 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

　　Goodrive350-19系列起重專用變頻器完全可以勝任門座式起重機(jī)設(shè)備的重負(fù)荷現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工況，無(wú)論在過(guò)載能力、加減速時(shí)間、力矩、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、運(yùn)行電流、電機(jī)噪聲、穩(wěn)速精度等方面均有出色表現(xiàn)，專用的抱閘邏輯，起吊重物時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)、安全、可靠不溜鉤，完全可以滿足各種現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求。系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)包括：

　　(1) 系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，GD350-19優(yōu)異的閉環(huán)矢量控制性能具備零速高轉(zhuǎn)矩輸出能力。

　　(2) ) 變頻器快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，瞬時(shí)高達(dá)200 %的轉(zhuǎn)矩輸出，有效保證了起重機(jī)零速保持狀態(tài)下不產(chǎn)生“溜鉤”現(xiàn)象。

　　(3)產(chǎn)品功率段齊全，完全滿足主起升、副起升、變幅機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)用要求。

　　(4)功能宏參數(shù)調(diào)試簡(jiǎn)單，功能齊全。

　　(5)起升和變幅抱閘控制非常平穩(wěn)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　本文主要介紹了英威騰Goodrive 350 -19 系列變頻器在浙江某船廠門座機(jī)上的實(shí)際應(yīng)用情況，并對(duì)此類場(chǎng)合的應(yīng)用特點(diǎn)和注意事項(xiàng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹?？蛻魢?yán)格按照技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了載荷試驗(yàn)，各項(xiàng)功能、性能均合格， 尤其是起升和變幅抱閘控制非常平穩(wěn)，充分體現(xiàn)了英威騰Goodrive350- 19變頻器的優(yōu)異性能和控制方案的優(yōu)越性，Goodrive350- 19變頻器完全勝任起重機(jī)重負(fù)荷現(xiàn)場(chǎng)，成為門座式起重機(jī)高性能、高可靠性變頻器的理想選擇，值得推廣。