1 引言
随着科学技术的发展，变频调速技术被广泛应用于工业生产中,它具有调速范围宽、调速精度高，起、制动平稳、可实现无极调速的优点。市面上各种品牌的变频器控制方式大多采用磁通矢量控制(fvc)，而abb采用独特的直接转矩控制(dtc)方式。dtc控制方式优于fvc控制方式:力矩阶跃上升时间小于5ms，比fvc控制方式至少小一倍，动态控制精度比fvc高出一个数量级;特别在低速运行，电网供电质量不好，波形发生畸变时，dtc仍然能保持较高的控制精度。
2 abb交流调速装置的介绍
abb的交流调速装置分为acc和acs两种系列，acc和acs在硬件组成和结构上基本一样，区别在控制软件上;acc是专门为起重机设计的，它有一个专门制动器的标准提升应用宏，用于位能性负载，它可以做到打开制动器时电机以零速保持着重物，然后根据装置内设定的加、减速曲线加速到给定值，解决了溜钩问题。acs是为风机、水泵、平移机构等摩擦性负载而设计的，在起重机中，主要用于行走等平移机构。
新型的acs800(或acc800)系列比起老型号的acs600(或acc600)系列有许多新的特点:具有启动向导、自定义编程、更高的集成度和更紧凑的结构设计。启动向导的应用，使装置的调试变得非常简便，调试时根据英文提示一步步向下走即可;自定义编程就象内置了小型的plc一样具有更好的适应性;同时它本身内置了电抗器，减少了外围元件。800系列具有电机参数自检测自适应功能，各种保护齐全:具有失压保护、接地保护、冷却风机异常、超频(超速)保护、接触器粘结、缺相等保护等。
因此在我单位为珲春电厂设计的75t/20t双梁桥机中，选用了abb的交流调速装置，其中主起升和副起升采用acc800，小车和大车行走采用了acs800。
3 桥机电气系统的设计
珲春电厂75t/20t双梁桥式起重机，是由两台桥机组合而成的，平时两台桥机可以单独运行，需要抬吊大件重物时，两台桥机合并为一台，在任何一台桥机的司机室里，都可以控制两台桥机各机构的协调运行，并且也可以单独控制对方桥机各机构的运行。因此电控系统采用了“plc+变频调速+mpi网”三级控制方案。在这里仅对abb交流变频调速装置的运用作一下介绍。
3.1 变频器的容量选择
变频器容量选择应本着变频器额定电流大于电动机额定电流的原则来选配:
ib≥id×k1×k2／k3
式中: ib—变频器的额定电流;
id—电动机的额定电流;
k1—最大负载系数，为所需最大转矩与电动机额定转矩之比;
k2—余量系数，一般取k2＝1.2;
k3—变频器过载能力系数，不同的变频器生产厂家其k3值不一样，abb、安川变频器一般取k3＝1.5，西门子取k3=1.36。
3.2 桥机的主要机构
两台桥机电气系统一样，主要由主起升机构、副起升机构、小车运行机构、大车运行机构传动系统、桥机操作控制系统等部分组成。
(1) 起升机构
主起升机构由1台yzpb(f)250m1-6 37kw变频电机驱动。副起升机构由1台yzpb(f)225m-6 30kw变频电机驱动。采用abb 公司专门为位能性负载设计的acc800-01-0060-3内置制动斩波器;调速为带编码器的闭环控制，调速范围为1:10，控制精度为0.5%。
主起升速度: 0.18~1.8m/min; 副起升速度:0.68~6.8m/min。系统采用主令档位开关量输入plc,经软件处理后,再由plc模拟量输出模块输出电压信号(dc±10v)给交流变频器，通过交流变频器内部的参数设定,输出相应的速度, 各档速度可在plc中任意设定。主令控制器分为四档，上下各为10%、30% 60%、100%额定速度;起动、停止和各档速度过渡平稳无冲击，属于档位无级调速方式。
主、副钩的操作手柄都设在右联动台上，可实现主、副钩的同时工作和副钩协同主钩倾翻或翻转起吊构件的要求。
起升机构的电路原理图如图1所示。
图1 起升机构电路原理图
(2) 大、小车运行机构
大车运行机构有2台yzpb(f)e132m2-4 6.3kw变频电机驱动，两台电机由一套变频器控制;小车运行机构由1台yzpb(f)e132m1-4 5.5kw变频电机驱动。大、小车运行机构属位移性负载，所以采用abb公司 acs800-01-0025-3(大车)和acs800-01-0011-3(小车)型变频器调速。系统采用开环控制，调速范围为1:10，控制精度为0.5%。
大车运行速度:3~30m/min;小车运行速度: 1.8~18m/min。同起升机构一样，系统采用主令档位开关量通过plc的处理，输出模拟量给交流变频器，再由交流变频器输出相应的速度, 各档速度可在plc中任意设定。大、小车主令档位分为五档，各档速度为10%、30%、50%、70%、100%额定速度;同起升机构一样也属有档位无级调速方式。大、小车运行机构的电路原理图如图2所示。
图2 大小车运行机构电路原理图
(3) 桥机操作控制
桥机的操作均在司机室内进行，通过联动台主令控制器控制。plc输出到变频器再输出给定信号来实现各机构的控制需求，最终达到调速的目的;plc为核心控制器;采用西门子s7-300，i/o点数按实际需要配置，并留有一定裕量;通过mpi网使两台桥机既可以成为两台单独的桥机使用，又可以合并为一台桥机使用。
4 abb交流调速装置的现场调试
4.1 变频器acc800的主要参数的设置
首先应选择应用宏，acc提供了两个应用宏:crane和m/f ctrl，crane宏为不带主/从总线功能的提升应用宏;m/f ctrl为带主/从总线功能的提升应用宏，本机选择crane宏。根据电动机的铭牌上额定电压、电流、转速、功率等设置99.5~99.9参数;也可以通过cdp312控制盘的func功能键由启动向导的英文提示一步步进行参数设定;参数设定好后，即可作电机的辨识运行。在电机与其驱动的设备无法分离时，99.10参数应选择id magn;在电机与其驱动的设备分离时，为了保证最好的控制精度，99.10参数应选择standard;根据acc的特点，由10.1参数设定的制动应答数字输入点一定要和实际接线相对应，此输入点没信号，变频器将无法启动;组13(模拟输入)、组14(继电器输出)、组20(极限值)、组23(速度控制)和组27(制动斩波器)等参数可根据实际需要设定;本桥机起升部分采用了日本渡边脉冲编码器，编码器由组50参数进行设置，与之配合的参数98.1应设为rtac-slot1,以激活脉冲编码器，使之为可用。acc800有两种外部控制模式:field bus模式和stand alone模式，本桥机采用外部开关量控制，因此64.1参数应选择true。以上为acc800的主要参数设置。
4.2 变频器acs800的主要参数的设置
桥机的大、小车运行机构采用acs800变频器、没有编码器的开环控制。参数设置比较简单，99.4参数设置为dtc控制。根据电动机的铭牌将组99参数设置好后，即可作电机的辨识运行。电机辨识运行后，对组10、组11、组13、组14、组20、组21、组23和组27等参数进行设置，参数设置结束，整机变频器参数的设置即告结束。
4.3 调试中出现的问题
在生产制造厂内调试时，由于条件所限，装置仅带着电动机进行调试。在调试主起升时，给定信号为零，电动机却一直没有停下来。考虑到没有制动器等机械装置配合，装置认为电机没有抱死，所以一直在调整。检查装置时，发现电机转速为零时，变频器的速度显示值还有。检查电动机，发现传感器的连接没有固定好，因为震动等原因，使传感器仍然有信号输出。固定好后，上述现象消失。在调试副起升时，发现了同样问题。检查电机没有问题，便考虑到编码器是否有问题，更换之，一切正常。因此不带机械制动的调试过程也是必要的。
5 结束语
abb变频技术的使用，解决了旧的调速系统所存在的故障率高、线路复杂、不能平滑调速、维护量大等弊病，同时也简化了设计工作，使电气控制性能上了一个新台阶。其可靠性和先进性是旧的调速系统所无法比拟的，并以其优越的性能价格比受到了用户的欢迎。
本文关键字：技术 设计参考，变频技术 - 设计参考
