臺達(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)外倉庫、廠房、碼頭和露天貯料場等處。橋式起重機(jī)可分為普通橋式起重機(jī)、簡易粱橋式起重機(jī)和冶金專用橋式起重機(jī)三種。本文主要利用臺達(dá)VE系列和B系列變頻器通過分別驅(qū)動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)包括電動機(jī)、制動器、減速器、卷筒和滑輪組。電動機(jī)通過減速器，帶動卷筒轉(zhuǎn)動，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)動方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機(jī)帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪；另一類為分別驅(qū)動、即兩邊的主動車輪各用一臺電動機(jī)驅(qū)動。中、小型橋式起重機(jī)較多采用制動器、減速器和電動機(jī)組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機(jī)為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。

　　普通橋式起重機(jī)主要采用電力驅(qū)動，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，對驅(qū)動機(jī)構(gòu)有特殊要求：

　　（1）起重機(jī)應(yīng)具有大的啟動轉(zhuǎn)矩，通常超過150%的額定轉(zhuǎn)矩，若考慮超載實(shí)驗(yàn)等因素，至少應(yīng)在起動加速過程中提供200%的額定轉(zhuǎn)矩。

　�。�2）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，必須變頻器啟動信號與機(jī)械制動器動作信號的控制時序。

　�。�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，電動機(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)能對這種沖擊性負(fù)載進(jìn)行平滑控制。

　　3  變頻驅(qū)動控制

　　3.1抱閘驅(qū)動控制

      針對橋式起重機(jī)的特殊要求，臺達(dá)VFD-VE系列變頻器設(shè)計(jì)了客制化的專用驅(qū)動功能。通過變頻器的多功能端子實(shí)時檢測輸出電流和輸出頻率兩個變量，控制起重機(jī)包閘系統(tǒng)動作，如圖1所示。在啟動時當(dāng)輸出電流和輸出頻率同時大于設(shè)定值時，打開包閘；在天車停止時，如果輸出頻率和輸出電流任一小于設(shè)定值時，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)矩的同時保證了系統(tǒng)的安全。

圖1 臺達(dá)變頻器抱閘驅(qū)動控制

　　3.2 起升驅(qū)動控制

　　變頻器的容量必須大于負(fù)載所需求的輸出，即： 

　　式中 ——過載系數(shù)1.33

　　——負(fù)載要求的電動機(jī)軸輸出功率，kW

　　——電動機(jī)效率

　　——電動機(jī)的功率因數(shù)