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基于PD3000变频器在新型塔式起重机应用方案

时间:2014-01-23 来源:三晶电子 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:
本文介绍了一款基于三晶PD3000变频器在新型塔式起重机应用方案,包括了三晶电气新型塔式起重的工作原理。
 
 一、塔式起重机常见调速方式
1. 通过变极电机进行调速
      如40塔机起升机构常用4/8/24或4/8/32极电机(4/8/32极电机会比4/8/24电机贵一些),对应的起升机构会有对应的3种运行速度。多极电机由于受空间位置的制约,所以磁极数量不可能太多,磁极数量的增多会带来电机效率的降低和成本的上升。
4绳最大起重量小于等于6T的小中型塔机竞争激烈,成本控制严格,国内以多速电机变极调速为主,方案简单,应用较广。
2. 通过增大能量损耗来获取调速性能
      63以上型号塔机的起升机构一般选取绕线转子异步电动机,通过向电机转子回路串入不同的电阻,从而增加能耗来进行调速。因为电机输入能量一定的前提下,串入电阻越大,发热越多,用来拖动负载转动的能量越少,电机输出转速就越低。
目前国内8~12t起升机构大多采用这种调速方式,但是这种电机起制动和换档仍有较大的峰值电流和冲击,电气控制系统比较复杂,16t以上的大吨位起升机构一般不宜再采用这种调速方式。
3. 差动行星减速器加双电机
      差动行星减速器结构复杂,一般要非标设计与生产,加上双电机,成本较高,控制复杂。主机生产厂家采用的不多。
4. 变频调速
      变频调速是当今最先进的交流调速方式。优点是可长时间低速运行,实现零速制动,运行平稳无冲击,能延长结构和传动件的寿命,对钢丝绳排绳和寿命大有裨益,同时提高了塔机的安全性。
 
二、塔式起重机常规变频系统的问题
1. 常规变频系统的原理
      常规变频系统,一般包括变频器、制动电阻、PLC可编程控制器、PLC信号输入扩展模块、PLC信号输出扩展模块、联动台、限位器等。
      其工作原理是:限位器各开关,联动台各档位开关等接入PLC可编程控制器及其输入扩展模块,然后对PLC进行编程,利用PLC可编程控制器及其输出扩展模块驱动多个中间继电器,将中间继电器的对应触点接入相应变频器的控制端子,并根据接入情况对变频器进行设置,这样就可以正常控制变频机构的运行。
 
2. 常规变频系统的问题
      ①由于器件众多,要求组装人员的专业水准较高,特别是当系统的某一环节出现问题时,排查问题难度更大,器件的众多也无疑会导致系统稳定性下降。
 
 
      ②安全问题
包括常规变频系统中交直流电抗器的不规范使用、不规范故障操作、变频器溜钩问题、EMC设计问题等。
 
 
三、三晶电气PD3000系列变频器的新型塔式起重机应用方案
1. PD3000系列变频器简介
      PD3000系列变频器是高性能电流矢量控制型变频器,广泛应用于三相异步电机和永磁同步电机的调速控制。全系列采用德国英飞凌(原西门子半导体事业部)IGBT模块和美国德州仪器(TI )新一代电机驱动专用DSP控制芯片(TMS320F2803x),搭载各种电机矢量控制算法,信号处理速度更快更强。
      PD3000系列变频器强化了模块扩展功能,为客户提供易用性和行业专业化的设计,支持CANopen、Modbus、Profibus-DP、DeviceNet等多种总线及多种编码器,能够更好地满足起重行业传动应用的需求。
 
2. 三晶电气新型塔式起重应用方案的工作原理
 
 三晶电气新型塔式起重应用方案的工作原理
 
  联动台操纵手柄分别带动起升、回转、变幅3个光电旋转编码器,操纵手柄处于不同的位置时编码器会将手柄的位置编码传递给单片机,同时高度、幅度、回转等限位器亦利用光电旋转编码器组成,它们亦会将适时信号传送给单片机,通过单片机运算后发送控制指令给变频器,同时单片机会定时读取变频器的反馈信息,包含工作信息和故障信息,将这些信息显示在显示屏上,而且变频器都提供转矩值,由此可测出起升载荷的重量,这样在完成通信变频的同时又实现了黑匣子的功能。
      整个系统完全处于弱电工作之下,可靠性及性能得到大幅提高。变频器自身提供过流、过压及错相保护,利用单片机可以充分挖掘变频器的集成功能,成本大幅降低,系统调试(含限位器调试)只需一人,在驾驶室内就能调试完成。
该系统与常规变频系统比较成本持平,与带黑匣子的变频系统比较成本低于黑匣子价格。
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