臺(tái)達(dá)VE系列變頻器在天車中的應(yīng)用

　　1  引言

      橋式起重機(jī)是橋架在高架軌道上運(yùn)行的起重機(jī)，又稱天車。橋式起重機(jī)的橋架沿鋪設(shè)在兩側(cè)高架上的軌道縱向運(yùn)行，起重小車沿鋪設(shè)在橋架上的軌道橫向運(yùn)行，構(gòu)成矩形的工作范圍，就可以充分利用橋架下面的空間吊運(yùn)物料，不受地面設(shè)備的阻礙。

　　橋式起重機(jī)廣泛地應(yīng)用在室內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)、廠房、碼頭和露天貯料場(chǎng)等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡(jiǎn)易粱橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。本文主要利用臺(tái)達(dá)VE系列和B系列變頻器通過(guò)分別驅(qū)動(dòng)的方式使橋式起重機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

　　2  橋式起重機(jī)

　　2.1 工藝結(jié)構(gòu)

      普通橋式起重機(jī)一般由起重小車、橋架運(yùn)行機(jī)構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)和小車架三部分組成。

　　提升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、制動(dòng)器、減速器、卷筒和滑輪組。電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器，帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋼絲繩繞上卷筒或從卷筒放下，以升降重物。小車架是支托和安裝起升機(jī)構(gòu)和小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)等部件的機(jī)架，通常為焊接結(jié)構(gòu)。

　　起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動(dòng)，即用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)兩邊的主動(dòng)車輪；另一類為分別驅(qū)動(dòng)、即兩邊的主動(dòng)車輪各用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動(dòng)器、減速器和電動(dòng)機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動(dòng)方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動(dòng)裝置常采用萬(wàn)向聯(lián)軸器。

　　普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動(dòng)，一般是在司機(jī)室內(nèi)操縱，也有遠(yuǎn)距離控制的。起重量可達(dá)五百噸，跨度可達(dá)60米。

　　2.2 驅(qū)動(dòng)需求

　　橋式起重機(jī)作為搬運(yùn)大且重的物品的通用裝備，對(duì)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)有特殊要求：

　　（1）起重機(jī)應(yīng)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，必須變頻器啟動(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)起升機(jī)構(gòu)向下運(yùn)行或平移機(jī)構(gòu)急減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)將處于再生發(fā)電狀態(tài)，其能量要向電源側(cè)回饋，必須根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況研討如何處理這部分再生能量。

　�。�4）起升機(jī)構(gòu)在抓吊重物離開或接觸地面瞬間負(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。

　　3  變頻驅(qū)動(dòng)控制

　　3.1抱閘驅(qū)動(dòng)控制

      針對(duì)橋式起重機(jī)的特殊要求，臺(tái)達(dá)VFD-VE系列變頻器設(shè)計(jì)了客制化的專用驅(qū)動(dòng)功能。通過(guò)變頻器的多功能端子實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出電流和輸出頻率兩個(gè)變量，控制起重機(jī)包閘系統(tǒng)動(dòng)作，如圖1所示。在啟動(dòng)時(shí)當(dāng)輸出電流和輸出頻率同時(shí)大于設(shè)定值時(shí)，打開包閘；在天車停止時(shí)，如果輸出頻率和輸出電流任一小于設(shè)定值時(shí)，則包閘關(guān)閉。這種方式可以充分保證了變頻器能夠提供足夠轉(zhuǎn)矩的同時(shí)保證了系統(tǒng)的安全。

圖1 臺(tái)達(dá)變頻器抱閘驅(qū)動(dòng)控制

　　3.2 起升驅(qū)動(dòng)控制

　　變頻器的容量必須大于負(fù)載所需求的輸出，即： 

　　式中 ——過(guò)載系數(shù)1.33

　　——負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率，kW

　　——電動(dòng)機(jī)效率

　　——電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)