榮獲“2005年度工控及自動化領(lǐng)域優(yōu)秀案例”有獎評選 　二等獎
	寫作心得： 作為一名從事工控及自動化事業(yè)十余年的青年技術(shù)人員，能夠榮幸地參加由中國工控網(wǎng)舉辦的“2006工控及自動化領(lǐng)域年度評選”盛會，而且非常高興能在這次活動中獲獎。在此，首先感謝各位尊敬的評委老師和參加活動的廣大朋友，感謝中國工控網(wǎng)給我們廣大從事工控事業(yè)的朋友提供了這樣一個很好地交流平臺。 從事工控事業(yè)多年，感觸頗多，工控行業(yè)的新技術(shù)日新月異，飛速發(fā)展的新技術(shù)既給我們帶來了壓力，也使我們有了學(xué)習(xí)、掌握新技術(shù)的渴望和動力。每當(dāng)成功地完成一項全新的項目時，伴隨而來的是成功的喜悅和攻克下一個前進(jìn)道路上技術(shù)堡壘的雄心壯志。作為國內(nèi)知名的工控業(yè)界網(wǎng)站，中國工控網(wǎng)的欄目不但豐富、實用，而且緊跟業(yè)界新技術(shù)的發(fā)展動態(tài)，為廣大渴望學(xué)習(xí)、交流的工控朋友提供了一個絕好的共享平臺。 最后，我衷心希望中國工控網(wǎng)在廣大工控業(yè)界朋友的傾力支持下，越辦越精，越辦越好，日益壯大！為了這個目標(biāo)，我會貢獻(xiàn)自己的一份力量！
	專家點評：
	本文語言流暢、表述清楚，內(nèi)容詳實，層次分明，實用性強(qiáng)。 本文給出了大噸位門式起香機(jī)專用變頻器的選用經(jīng)驗，并成功應(yīng)用于2*550t門式超重機(jī)中，這對物料搬運(yùn)行業(yè)同類應(yīng)用有著積極的示范作用，具有較高的應(yīng)用推廣價值，鑒于此，推薦基為“第四屆（2006年度）中國工控網(wǎng)自動化領(lǐng)域優(yōu)秀應(yīng)用案例”。 點評人：黃平

【摘要】
本文分析了1100t門式起重機(jī)的運(yùn)行特點，詳細(xì)闡述了采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的ACC600起重機(jī)專用變頻器用于1100t門式起重機(jī)時的選型原則和計算方法，最后介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試情況。

【關(guān)鍵詞】
ACC600變頻器 1100t門式起重機(jī) 電氣制動

【Abstract】
This paper analyses the operation characteristic of the 1100t frame crane,and discuss selecting principle and calculation formulas of capacity which the ACC600 frequency converters for crane drive applications that adopt direction torque control technique applied to the 1100t frame crane , furthermore, the debugging of the frequency varying and speed regulation system are introduced。

【Keywords】the ACC600 frequency converters the 1100t frame crane electric brake

1 前言
　　交流變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)界的廣泛應(yīng)用，為交流異步電動機(jī)驅(qū)動的門式起重機(jī)大范圍、高質(zhì)量地調(diào)速提供了全新的方案。它具有和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美的高性能調(diào)速指標(biāo)，它可以采用結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、維護(hù)方便的鼠籠異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速，并且變頻調(diào)速系統(tǒng)的效率比傳統(tǒng)的交流調(diào)速系統(tǒng)要高，其外圍控制線路簡單，維護(hù)工作量小，保護(hù)監(jiān)測功能完善，運(yùn)行可靠性較傳統(tǒng)的交流調(diào)速系統(tǒng)有較大的提高。所以，交流變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用是今后門式起重機(jī)交流調(diào)速技術(shù)發(fā)展的主流。

2 1100t變頻調(diào)速門式起重機(jī)運(yùn)行的特點
2.1使用環(huán)境
　　1100t變頻調(diào)速門式起重機(jī)適用于大噸位構(gòu)件組焊、設(shè)備安裝以及港口碼頭、鐵路貨場、重工企業(yè)等的貨場裝卸作業(yè)，起升高度可達(dá)13m，最大起重量為1100t,它是我國目前起吊量最大的門式起重機(jī)。該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式為雙主梁門式、雙小車，兩臺起重小車各吊重550t，即可同時起吊、橫移，又可單臺分別操作，其操作方式為PLC控制的全變頻調(diào)速系統(tǒng)。
　　1100t變頻調(diào)速門式起重機(jī)適用的場合均屬露天環(huán)境，室外溫度變化劇烈，有些場所存在多粉塵、有腐蝕氣體等，使用環(huán)境惡劣。供電電源方面普遍存在變壓器容量小，供電電纜截面小、線路長；在大型設(shè)備啟動時，常造成瞬時欠電壓。

2.2運(yùn)行特征
　　a.門式起重機(jī)起動時應(yīng)具有大的啟動轉(zhuǎn)矩，通常超過150%的額定轉(zhuǎn)矩，若考慮電源波動及超載實驗要求等因素，至少應(yīng)在起動加速過程中提供200%的額定轉(zhuǎn)矩。
　　b.由于機(jī)械制動器的存在，為使變頻器輸出轉(zhuǎn)矩與機(jī)械制動器的制動轉(zhuǎn)矩平滑切換，不產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象，必須研討變頻器啟動信號與制動器動作信號的控制時序。
　　c.當(dāng)起升機(jī)構(gòu)向下運(yùn)行或平移機(jī)構(gòu)急減速時，電機(jī)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)場情況研討如何處理這部分再生能量。
　　d.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)能對這種沖擊性負(fù)載進(jìn)行平滑控制。
　　e.由于每臺起重小車的主鉤由兩臺電動機(jī)同步拖動，因此主鉤的電氣傳動必須考慮兩臺電動機(jī)之間的力矩平衡分配。

3 起升變頻器的選用
　　能滿足1100t門式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行特點，即具有四象限運(yùn)行、高啟動轉(zhuǎn)矩、低速滿轉(zhuǎn)矩、快速的轉(zhuǎn)矩上升時間和機(jī)械制動器順序控制等功能的高性能工程型變頻器，主要有ABB公司的ACC600系列直接轉(zhuǎn)矩控制型變頻器；西門子公司的6SE70/6SE71系列、安川公司的VS—616G5系列、三菱公司的FR—A241E、FR—A540系列等矢量控制型變頻器。鑒于直接轉(zhuǎn)矩控制型變頻器優(yōu)越的技術(shù)性能，我們選用ACC600起重機(jī)專用變頻器用于1100t門式起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的電氣傳動。

3.1ACC600變頻器的特性
　　ACC600變頻器屬于ACS600變頻器的系列產(chǎn)品，它使用了與ACS600同樣先進(jìn)的電機(jī)控制方式和硬件解決方法，只是裝備有特殊的起重機(jī)傳動應(yīng)用程序。它具有標(biāo)準(zhǔn)起重機(jī)系統(tǒng)的功能：轉(zhuǎn)矩記憶、功率優(yōu)化（輕負(fù)載升速）、限幅開關(guān)監(jiān)控、機(jī)械制動器順序控制、轉(zhuǎn)矩驗證、危險速度監(jiān)視、主從控制等，特殊起重機(jī)應(yīng)用程序結(jié)合直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)（DTC），保證了在較高要求的起重機(jī)電氣傳動應(yīng)用中的精確控制。
　　直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，它不是通過控制電流、磁鏈等參量來間接控制轉(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量來控制。轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)越性在于：轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息；控制上對除定子電阻外的所有電機(jī)參數(shù)變化魯棒性良好；能方便地實現(xiàn)無速度傳感器化。這種系統(tǒng)可以實現(xiàn)很快的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度和很高的速度、轉(zhuǎn)矩控制精度。
　　ABB公司首先推出的ACS600直接轉(zhuǎn)矩控制系列變頻器，已達(dá)到<5ms的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度，在帶PG時的靜態(tài)速度精度達(dá)土O.01%，在不帶PG的情況下即使受到輸入電壓的變化或負(fù)載突變的影響，還可以達(dá)到土0.1％-土0.5％的速度控制精度。在100%滿負(fù)荷轉(zhuǎn)矩下，不帶PG的動態(tài)速度精度一般是土0.4％sec, 帶PG的動態(tài)速度精度一般是土0.1％sec。ACS600變頻器即使在零轉(zhuǎn)速下，不要速度反饋也能提供電機(jī)滿轉(zhuǎn)矩，并能夠提供可控且平穩(wěn)的200%額定轉(zhuǎn)矩的最大起動轉(zhuǎn)矩。

3.1.1主從控制
　　主從控制是一種負(fù)載分配應(yīng)用，是為多電機(jī)傳動應(yīng)用而設(shè)計的。它用于電氣傳動系統(tǒng)中運(yùn)行兩個ACC600變頻器并且電機(jī)軸通過齒輪、導(dǎo)軌、鏈條或軸等相互連接的應(yīng)用場合。主從應(yīng)用控制中，外部控制信號只與主機(jī)變頻器連接，主機(jī)經(jīng)由光纖通信控制從機(jī)變頻器。主機(jī)通過主從總線將命令信號和給定值傳送給從機(jī)，主機(jī)也從從機(jī)讀取返回的狀態(tài)信息，以確認(rèn)從機(jī)變頻器運(yùn)行是否正常。主機(jī)傳動是速度控制，從機(jī)變頻器根據(jù)機(jī)械傳動不同連接形式跟隨主機(jī)的轉(zhuǎn)矩或速度給定。一般情況下，當(dāng)主傳動和從傳動的電機(jī)軸通過齒輪、導(dǎo)軌、軸等剛性連接時，從機(jī)傳動使用轉(zhuǎn)矩控制；當(dāng)主傳動和從傳動的電機(jī)軸通過柔性連接時，從機(jī)傳動使用速度控制。

3.1.2機(jī)械制動控制
　　在起升電機(jī)速度降到零速后，就應(yīng)立即施加機(jī)械制動，以防止溜鉤。當(dāng)變頻器接收到起動命令后，在收到轉(zhuǎn)矩驗證成功且沒有停止命令時，經(jīng)過設(shè)置的制動抱閘松開延時時間后，變頻器輸出機(jī)械制動開啟信號，機(jī)械制動器松開，反饋的機(jī)械制動確認(rèn)信號正常開啟后，變頻器升高輸出頻率至設(shè)定速度。當(dāng)變頻器接收到停止命令后，傳動將通過電氣制動停車直至零速，變頻器撤去機(jī)械制動開啟信號，機(jī)械制動器抱緊電機(jī)軸。反饋的機(jī)械制動確認(rèn)信號正常關(guān)閉后，變頻器的“RUN”命令在經(jīng)過了設(shè)置的機(jī)械制動延遲時間后復(fù)位為“0”。如果發(fā)生機(jī)械制動故障，例如在起動或正常運(yùn)行期間，反饋的機(jī)械制動確認(rèn)信號不正常且時間超過了設(shè)置的機(jī)械制動故障延遲時間，變頻器將停止輸出并指示相應(yīng)的故障信息。

3.1.3轉(zhuǎn)矩驗證
　　轉(zhuǎn)矩驗證是起重機(jī)電氣傳動控制中的一個功能模塊，在松開機(jī)械制動器和開始提升傳動之前，確認(rèn)電機(jī)能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，機(jī)械制動器沒有打滑。如果轉(zhuǎn)矩驗證成