摘 要：在介紹卷揚機(jī)結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上。重點論述基于臺達(dá)大功率變頻器的188噸巨型卷揚機(jī)變頻驅(qū)動技術(shù)。
關(guān)鍵詞：卷揚機(jī) 提升機(jī)構(gòu) 機(jī)械制動器
1 引言
根據(jù)我國的十一五規(guī)劃，我國的起重機(jī)械行業(yè)將重點發(fā)展大型散料港口裝卸運輸系統(tǒng)成套設(shè)備；大型集裝箱裝卸搬運成套設(shè)備；大型港口/公路鐵路貨運的集裝箱裝卸運輸系統(tǒng)成套設(shè)備；大型機(jī)械式立體停車系統(tǒng)成套設(shè)備；大型水電站專用起重機(jī)；大型冶金起重機(jī)；汽車、造船和制造業(yè)生產(chǎn)線所需的智慧、柔性化各種物料搬運成套設(shè)備；城市固體垃圾分撿處理系統(tǒng)所需的垃圾搬運設(shè)備。以上幾個西分類別將在未來幾年保持高速增長。
近五年起重運輸設(shè)備制造業(yè)保持了年均30%以上的增長速度，2007年行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到2174.73億元，增長率達(dá)到31.39%。2008年2718.41億元，增長25%。目前我國起重機(jī)械市場前景十分看好。
188噸卷揚機(jī)屬于特大型起重機(jī)械，在國內(nèi)都屈指可數(shù)，配上變頻器更是國內(nèi)首次，是國內(nèi)卷揚機(jī)制造業(yè)的里程碑。本文重點介紹臺達(dá)大功率變頻器在188噸卷揚機(jī)研制中的應(yīng)用技術(shù)。
2 卷揚工藝簡介
卷揚機(jī)（又叫絞車）是利用杠桿原理結(jié)合柔性繩索機(jī)械動力驅(qū)動卷筒的卷繞繩索運動，完成物料移動工作的通用機(jī)械。卷揚機(jī)既可以可以垂直提升也可以水平或傾斜拽引物料。電動卷揚機(jī)由電動機(jī)、聯(lián)軸節(jié)、制動器、齒輪箱和卷筒組成，共同安裝在機(jī)架上。
根據(jù)卷揚機(jī)噸位否符合國家標(biāo)準(zhǔn)的角度：卷揚機(jī)分為國標(biāo)卷揚機(jī)、非標(biāo)卷揚機(jī)。國標(biāo)卷揚機(jī)指符合國家標(biāo)準(zhǔn)的卷揚機(jī)，非標(biāo)卷揚機(jī)是指廠家自己定義標(biāo)準(zhǔn)的卷揚機(jī)）通常只有具有生產(chǎn)證的廠商才可以生產(chǎn)國標(biāo)卷揚機(jī)，價格也比非標(biāo)卷揚機(jī)貴一些。
常見的卷揚機(jī)噸位有：0.3T卷揚機(jī) 0.5T卷揚機(jī) 1T卷揚機(jī) 1.5T卷揚機(jī) 2T卷揚機(jī) 3T卷揚機(jī) 5T卷揚機(jī) 6T卷揚機(jī) 8T卷揚機(jī) 10T卷揚機(jī) 15T卷揚機(jī) 20T卷揚機(jī) 25T卷揚機(jī) 30T卷揚機(jī)。
3 變頻器卷揚機(jī)設(shè)計
3.1 卷揚提升要求
（1）提升188噸負(fù)載不溜鉤
（2）在空中二次啟動不溜鉤。
（3）速度從3HZ--50HZ運行平穩(wěn)，無共振。
3.2 卷揚機(jī)動力結(jié)構(gòu)
卷揚機(jī)電機(jī)銘牌參數(shù)：額定功率：110KW，額定電流：207A，額定電壓：380V，額定頻率：50HZ，額定轉(zhuǎn)速：740rpm 。
4 臺達(dá)變頻器應(yīng)用設(shè)計
4.1 臺達(dá)C2000變頻器
臺達(dá)C2000大功率系列變頻器采用磁場導(dǎo)向的向量控制，不但可做速度控制且可作為伺服位置控制，同時在位置控制可達(dá)到點對點定位、獨特的動態(tài)響應(yīng)性能，可以很好地滿足上述控制要求。四象限運行方式適用于卷揚機(jī)勢能負(fù)載要求的驅(qū)動與制動的雙向能量傳輸。
C2000系列變頻器的技術(shù)性能優(yōu)勢：
（1）優(yōu)異的速度/轉(zhuǎn)矩/位置控制模式、雙額定設(shè)計（ND一般負(fù)載/HD重負(fù)載）；
（2）優(yōu)異的四象限轉(zhuǎn)矩控制及轉(zhuǎn)矩限制；
（3）感應(yīng)馬達(dá)與同步馬達(dá)控制雙機(jī)一體；
（4）內(nèi)建臺達(dá)PLC功能、安全停車機(jī)能、煞車制動單元；
（5）LCD液晶顯示，開機(jī)畫面可顯示客戶LOGO
（6）驅(qū)動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化；
（7）同步定位控制功能；
（8）長壽命設(shè)計與重要零件之壽命偵測；
（9）增強(qiáng)的環(huán)境耐受性與保護(hù)；
（10）全球安規(guī)相容于CE/UL/CUL；
（11）模塊化設(shè)計易于維護(hù)與擴(kuò)充；
（12）高速通訊接口且內(nèi)建CANopen及MODBUS工業(yè)總線， 并可選購PROFIBUS-DP、
DeviceNet、 MODBUS TCP、EtherNet/IP Cards等工業(yè)總線。
臺達(dá)C2000系列 變頻器如圖4所示。主卷揚鉤變頻器接線方式如圖5所示。
4.4
4.2 變頻器基本參數(shù)設(shè)定
（1）確認(rèn)機(jī)種代碼與銘牌相符。
（2）控制模式00-11選擇2（SVC）；控制模式00-16選擇1（重載模式）
4.3 選擇參數(shù)01群設(shè)定電機(jī)參數(shù)
（1）01-00最大操作頻率（電梯速度）50HZ；
（2）01-01第一輸出頻率（電機(jī)銘牌）50HZ；
（3）01-02第一輸出電壓（電機(jī)銘牌）380V。
4.4 選擇參數(shù)05群設(shè)定電機(jī)參數(shù)
（1） 05-01電機(jī)滿載電流(額定電流) 207A；
（2） 05-02電機(jī)額定功率110KW；
（3） 05-04電機(jī)極數(shù) 8極；
（4）05-03電機(jī)額定轉(zhuǎn)速740r/min。
注意：必須設(shè)定1-01，5-04，最后設(shè)定5-03，否則之前兩個參數(shù)會關(guān)聯(lián)5-03的數(shù)值變化。
4.5 電機(jī)參數(shù)自動量測
按PU鍵此時PU燈亮起，進(jìn)入?yún)?shù)05-00設(shè)定為2，按RUN執(zhí)行電機(jī)參數(shù)自動量測
此自動量測不需釋放機(jī)械抱閘。自動量測過程中LED會顯示tUn，當(dāng)tUn消失后表示參數(shù)已經(jīng)量測結(jié)束并已將結(jié)果存入05-06到05-09， 05-05人工輸入05-01*0.4。
4.6 I/O設(shè)定
外部端子只有正反轉(zhuǎn)信號輸入，頻率來源有西門子S7-200通過模擬量0-10V給定，機(jī)械抱閘也是S7-200控制。變頻器只需要提供足夠的提升和制動力矩控制電機(jī)正常上下行即可。
4.7 相關(guān)參數(shù)調(diào)整
（1）1-12=2秒，第一加速時間
（2）1-13=2秒，第一減速時間。
（3）7-01=80，直流制動準(zhǔn)位。
（4）7-02=2秒，啟動直流制動時間。
（5）7-03=3秒，停止直流制動時間。
（6）7-04=2HZ，停止直流制動頻率。
通過現(xiàn)場實際卷揚機(jī)工程提升實驗，臺達(dá)C2000變頻器驅(qū)動成功起重188噸負(fù)載。通
過同等功率選型，充分考驗了C2000的過載能力。下行重載制動效果很好，沒有出現(xiàn)溜鉤情況，所有條件滿足客戶需求，4套C2000變頻器驗收交付客戶。
5 結(jié)束語
隨著自動化程度的不斷提高，變頻器改造技術(shù)將廣泛應(yīng)用于起重行業(yè)，無論是提升還是行走，旋轉(zhuǎn)，變頻調(diào)速技術(shù)起到越來越重要的作用。C2000變頻器在起重行業(yè)的出色表現(xiàn)深受用戶的喜愛，隨著市場的應(yīng)用越來越廣泛，C2000變頻器將會有更大的發(fā)展空間。
