摘要：本文主要介紹了C2000變頻器的功能和特性,，SVC模式下的矢量表現(xiàn),，在重載模式下的起吊應用和波形分析。
關(guān)鍵詞：C2000，SVC，起吊
一,、引言
龍門吊主要用于大型設備的起吊和搬運工作，由于大型龍門吊的工作強度大,，工程持續(xù)時間長,，當有特殊作業(yè)要求情況時，會因門吊故障造成動輒上萬的經(jīng)濟損失,，所以要求門吊有著便于操作,、負載能力大、起吊上下速度平穩(wěn),、啟停不溜鉤,、響應快、易于維護,、工作壽命長和節(jié)能的特點,，而變頻器在門吊的這些特點中發(fā)揮了非常重要的作用，也正是有了變頻器的武裝才有了現(xiàn)代化作業(yè)的門吊,。本文會結(jié)合臺達C2000變頻的功能和特點來一一說明其在門吊中的作用,。
大型龍門吊
二,、機械設計和工藝要求
1.機械機構(gòu)設計
一般大型龍門吊從結(jié)構(gòu)上分主要有龍門吊主梁,,，門腿,，下部橫梁,,，大車運行機構(gòu)（行走臺車）,，主起升機構(gòu)（天車），電氣系統(tǒng)及安全防護,，司機室等,。而涉及到電氣控制的是大車運行機構(gòu)和主起升機構(gòu)，由4套單軌制主動平車組成,，通過變頻器的控制在軌道上行走,；主起升機構(gòu)由天車行走和主副鉤吊組成,，包括卷揚機、減速機,、制動器等,，通過控制變頻器的速度達到控制天車行走和主副鉤吊的起升。
工作中的門吊全貌
起升機構(gòu)
2.工藝要求
由于大車行走和小車行走屬于一般負載,，沒有特殊要求,，因此變頻器在V/F模式下即可正常工作，不需要做特殊設置就能投入使用,，而主副鉤吊屬于重型負載,，要求起鉤和松鉤都能保證不溜鉤，上下行平穩(wěn)迅速,，要求在直流制動后馬上投入制動器進行制動,。V/F模式下通常是無法滿足要求的，需要對變頻器進行特殊模式設定后才能正常使用,，否則會出現(xiàn)溜鉤和啟動不夠力的情況,，變頻器的設置方法和內(nèi)容文中會有重點介紹。
重物被吊離地面
三,、控制方案制定和實施
3.1．方案制定
門吊變頻選用臺達C2000控制器,。變頻器外觀如下圖所示：
臺達C2000變頻器
臺達C2000變頻器是新一代高性能變頻產(chǎn)品，主要特點和分析如下：
強化無感向量控制(SVC)響應提升轉(zhuǎn)矩特性,。
門吊的負載較大,，常規(guī)V/F模式輸出轉(zhuǎn)矩無法達到要求，而強化的向量控制模式可以提升轉(zhuǎn)矩特性,，使得起升能獲得更大的輸出轉(zhuǎn)矩,。
功率范圍0.75KW-355KW。
寬廣的功率段,，以后會做到630KW,。
零速轉(zhuǎn)矩輸出
在零速運轉(zhuǎn)模式下，SVC下可以自動執(zhí)行直流制動,，通過和制動機構(gòu)配合可防止溜鉤,。
LCD多語言操作界面。
LCD操作界面提供了更豐富的操作信息,，參數(shù)描述可視化,，參數(shù)設置更便利，維護方便,。
內(nèi)置PLC
門吊需要控制的點不多,，且都是邏輯控制，內(nèi)置的PLC完全滿足控制要求,。
雙額定設計 (ND輕負載/HD重負荷),。
重載模式下提高過負載能力,，可以過負載額定輸出電流180%3秒鐘，200%2秒鐘,。
3.2.方案實現(xiàn)：
變頻器端子接線圖
控制模式
起升變頻必須工作在SVC（無感測矢量控制）模式下,，要獲得理想的矢量控制性能，必須對變頻器進行自整定,，從而獲得電機的內(nèi)部物理參數(shù),，如轉(zhuǎn)、定子電阻和磁通互感量等,，自整定開始之前需設置電機的滿載電流,、額定功率、額定轉(zhuǎn)速等電機的特性參數(shù),。具體設置方法如下：
a.設置電機參數(shù),，現(xiàn)場電機參數(shù)如下表所示：
注：無載電流按40%滿載電流計算。
b.修改整定模式,，C2000有5種自整定模式可選,，選擇感應電機靜態(tài)測試，該方式無需負載脫離電機,，整定過程中電機不運轉(zhuǎn),。
c.啟動變頻，C2000面板提供了AUTO（自動）和HAND(手動)兩種模式的切換,，如果AUTO模式已經(jīng)設置為端子操作,，不方便調(diào)試的話，可以切換為HAND模式進行啟動,，面板會顯示整定畫面,，若干秒后整定結(jié)束。
d.修改速度模式為SVC向量模式,，設置完成,。
直流制動
起升機構(gòu)都配有機械制動機構(gòu)，目的是為了停車制動防止行走過程中溜鉤,，變頻器在運行過程中需和機械制動機構(gòu)緊密配合,，機械制動機構(gòu)的開合是通過變頻器的運轉(zhuǎn)與否狀態(tài)輸出端子控制的，下面簡單說明制動過程,。
變頻啟動：隨著變頻器啟動后,，機械制動機構(gòu)也隨之關(guān)閉,，在變頻器建立旋轉(zhuǎn)磁場之前,，輸出力矩沒有到達要求，因此需要變頻器提供制動力矩鎖住電機,，防止溜鉤,，當直流制動持續(xù)時間一過,，輸出頻率達到起動頻率時，變頻器轉(zhuǎn)矩建立,，開始加速動作,。
變頻停止：變頻停止時，先做減速動作,，輸出頻率到達制動起始頻率后,，直流制動開始，等到變頻輸出頻率降為零后,，機械制動機構(gòu)開啟,，此時機械制動和直流制動同時起作用，制動設置時間一到直流制動結(jié)束,。
直流制動輸出時序圖
波形分析
上位機軟件VFDsoft可以通過變頻器的485端口,，實時采集現(xiàn)場變頻器狀態(tài)信息，如啟停狀態(tài),、工作電流,、輸出頻率和DC-BUS等，通過查詢時間軸可以比較直觀的看到變頻在啟停運轉(zhuǎn)過程中的一系列變化,，從而幫助分析變頻器工況,。以下是現(xiàn)場抓取的主副鉤上下行波形。
主勾上下行波形
副鉤上下行波形
從以上波形可以看出變頻器在起始和結(jié)束電流輸出較大,，運行過程中輸出平穩(wěn),。變頻調(diào)試的原則是在保證啟停不溜鉤的情況下，減少直流制動的電流準位和制動時間,，同時需要考慮客戶在使用過程中偶爾會進行超載操作,，要留有一定余量。
參數(shù)設置
通過VFDsoft可以上下載參數(shù),，并可保存為表格文件,。按照調(diào)試中先后設置參數(shù)的順序進行匯集陳列如下。
四,、結(jié)束語
C2000變頻有著優(yōu)越的性能表現(xiàn),，應用范圍非常廣泛，不僅在OEM泛用市場表現(xiàn)卓越,，同樣在各種拓展行業(yè)也有極大潛力,。起重行業(yè)的成功應用也讓我們對C2000的未來充滿了期待。