我公司原有2臺用于PTA裝船工作的5t門座式起重機，主要承擔著揚子石化PTA的裝船任務。其電氣調(diào)速系統(tǒng)采用老式的繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速方式。由于工作頻率極高（持續(xù)率高于40％），經(jīng)常發(fā)生接觸器觸頭燒損粘連、過電流繼電器誤動作、損壞起動電阻、燒壞電動機繞組等故障。公司決定購置2臺新5t門座機，并對電氣調(diào)速系統(tǒng)采用全變頻調(diào)速技術。
1 變頻器選型方案
選用ABB公司專用于提升機的變頻器ACC600（ACS601）。該變頻器采用先進的DTC控制方式，專用于起重機的提升機構。
起升機構、變幅機構的變頻器容量按變頻器額定輸出電流INV擇，即電動機額定電流的1.2～1.5倍選擇。旋轉(zhuǎn)機構（行走機構）的變頻器容量按實際運行情況還應適當加大。由于ABB變頻器制造廠已將變頻器、制動單元和制動電阻配套好了，因此只需選用相對應的變頻器型號即可。
2 控制方式
為了迎合操作人員在門座式起重機上的習慣性操作，我們采用了1臺GE公司的90-30PLC加主令控制器的操作控制方式?？紤]到ACS601變頻器能存儲2套獨立的電動機參數(shù)和控制方式，而行走機構的4臺電動機總功率和旋轉(zhuǎn)機構的1臺電動機功率相等，均為30 kW，因此在設計時將旋轉(zhuǎn)機構和行走機構共用1臺變頻器，以旋轉(zhuǎn)為主、行走為輔，通過2只接觸器和1只轉(zhuǎn)換開關進行選擇控制。這樣既節(jié)省了投資又符合行走與旋轉(zhuǎn)機構不能同時動作的操作規(guī)定。故障監(jiān)控系統(tǒng)采用PC監(jiān)控機和觸摸屏相結合，設計有動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)視（包括電動機電流、電壓、轉(zhuǎn)矩等）功能、歷史數(shù)據(jù)和故障記錄功能、各元器件的狀態(tài)監(jiān)視功能等。
3 系統(tǒng)控制
系統(tǒng)控制方框圖如圖1所示。
4 使用中出現(xiàn)的問題及解決方法
起重機在調(diào)試運行時，旋轉(zhuǎn)機構變頻器卻經(jīng)常出現(xiàn)過電流報警，而其他設備均運行良好。我們在經(jīng)過現(xiàn)場仔細地觀察和數(shù)據(jù)測量，發(fā)現(xiàn)過電流報警均出現(xiàn)在旋轉(zhuǎn)機構起動過程中，而旋轉(zhuǎn)機構起動后的運行過程是正常的，變頻器上顯示電動機運行電流在電動機額定電流以下，而電動機起動電流卻達到額定電流的2倍左右。經(jīng)過分析，我們認為旋轉(zhuǎn)機構的機械慣性比較大，使得電動機的起動轉(zhuǎn)矩加大，再加之工況要求旋轉(zhuǎn)機構起動時間不能過長（變頻器設置的電動機起動時間為3s），使得旋轉(zhuǎn)機構電動機起動電流較大，達到電動機額定電流的2倍左右。ABB變頻器ACS601的參數(shù)30.07（電動機電流最大極限）最大只能調(diào)整到電動機額定電流的1.5倍，因此變頻器就出現(xiàn)了過電流報警。解決問題的方法：
（1）增大電動機的容量。但更換電動機需要更改起重機的大量機械設備，這樣做不僅費用高，而且難度大。
（2）加大變頻器容量。我們在選擇變頻器時考慮到了旋轉(zhuǎn)機構的起動轉(zhuǎn)矩比較大的因素，因此留出了足夠的裕量。旋轉(zhuǎn)機構的電動機選為30 kW ,變頻器選擇為ACS601-0070-3（一般可用于55kW電動機，額定電流112 A）。
于是我們將ABB變頻器ACS601的參數(shù)99.06（電動機額定電流）由60A增大到80A，同時將變頻器ACS601的參數(shù)30.07調(diào)到最大150%，這樣電動機的起動過載系數(shù)就達到了2倍左右，既符合起重電動機起動過載系數(shù)不大于2.5的要求，也沒有超出變頻器的額定電流112A。同時，變頻器的過電流報警問題也得到了解決，變頻器對電動機的其他保護功能也沒有被影響（注意：變頻器中的電動機參數(shù)不提倡任意改變，只有在確認電動機和變頻器容量足夠大且工況允許的情況下，才能對某些參數(shù)微調(diào)，否則容易使電動機辨識和建模產(chǎn)生問題，并最終影響變頻器的控制性能）。
5 使用效果
（1）采用變頻型籠型電動機取代繞線型電動機，避免了因集電環(huán)、電刷和起動電阻方面引起的故障問題，提高了設備使用率并可節(jié)省大量的維修費用。
（2）主電路中接觸器的數(shù)量由原來的20只減少到2只，采用變頻器內(nèi)部的電子過電流繼電器，取代了傳統(tǒng)的過電流繼電器，避免了誤動作，減少了故障點，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
（3）整機控制系統(tǒng)采用可編程序控制器（PLC進行控制，加裝了故障監(jiān)控系統(tǒng)，由PLC和GP2500觸摸式圖形顯示器組成友好的人機界面，用圖形和文字實時顯示故障的位置和簡單的處理方法，來監(jiān)控各主要電氣元件運行或停止的狀態(tài)，提高了維修人員排除電氣故障的效率。
（4）改善了電動機的起動特性和機械特性，整機運行更加平穩(wěn)可靠，提高了系統(tǒng)的安全性。
6 應注意的問題
變頻控制系、統(tǒng)不如原控制系統(tǒng)靈活，存在滯后現(xiàn)象。如果起重機動作頻率很高且點動多，則因旋轉(zhuǎn)機構起動慣性大，造成起動電流也很大，因此旋轉(zhuǎn)機構仍可采用原繞線型異步電動機轉(zhuǎn)子回路串電阻的調(diào)速方式，而其他機構采用變頻調(diào)速系統(tǒng)綜合效果會更好一些。若旋轉(zhuǎn)機構也采用變頻調(diào)速系統(tǒng)，則在變頻器容量的選擇時要留出足夠的裕量。1臺變頻器控制多臺電動機（如上面的旋轉(zhuǎn)機構電動機與行走機構電動機共用l臺變頻器），變頻器輸出側(cè)設置的電磁接觸器，在設計外圍電路時應避免在變頻器輸出時動作。
信息來源： 電世界
