臺達(dá)VE系列變頻器在橋式起重機上的應(yīng)用
橋式起重機是橋架在高架軌道上運行的一種橋架型起重機，俗稱天車，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。普通橋式起重機一般由起重小車、橋架運行機構(gòu)、橋架金屬結(jié)構(gòu)組成。起重小車又由起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)和小車架三部分組成，參見圖1。
起重機電動運行機構(gòu)的驅(qū)動方式可分為兩大類：一類為集中驅(qū)動，即用一臺電動機帶動長傳動軸驅(qū)動兩邊的主動車輪；另一類為獨立驅(qū)動，即兩邊的主動車輪各用一臺電動機驅(qū)動。中小型橋式起重機較多采用制動器、減速器和電動機組合成一體的“三合一”驅(qū)動方式，大起重量的普通橋式起重機為便于安裝和調(diào)整，驅(qū)動裝置常采用萬向聯(lián)軸器。
電動運行機構(gòu)由三個基本獨立的拖動系統(tǒng)組成。①大車拖動系統(tǒng)：拖動整臺起重機順著車間做“橫向”運動（以操作者的坐向為準(zhǔn)）。②小車拖動系統(tǒng)：拖動吊鉤及重物順著橋架做“縱向”運動。③吊鉤拖動系統(tǒng)：拖動重物作吊起或放下的上下運動。
相對于提升機構(gòu)控制，橋式起重機在大車拖動以及小車拖動方面對于變頻器的控制要求比較低，所以本文重點介紹臺達(dá)VE系列變頻器在提升機構(gòu)控制上的應(yīng)用。提升機構(gòu)的運轉(zhuǎn)具有大慣性，四象限運行的特點，與其他傳動機械相比，對變頻器有著更為苛刻的安全和性能上的要求。臺達(dá)VE系列變頻器是專為起重機類負(fù)載而設(shè)計的變頻器，具有如下特點：①具有全程矢量控制。在1HZ的低頻下，即使無速度反饋環(huán)節(jié)，也能提供150%額定轉(zhuǎn)矩的啟動力矩。②四象限運行。可配置制動單元，實現(xiàn)四象限運行，而且動態(tài)響應(yīng)好。③恒轉(zhuǎn)矩特性。在全速范圍內(nèi)，具有恒轉(zhuǎn)矩特性。
圖1 橋式起重機結(jié)構(gòu)
2 VE變頻器在提升機構(gòu)上的應(yīng)用設(shè)計
為了確保設(shè)計條件，項目對于臺達(dá)VE系列變頻器起重機工程適用性進行實際測試。測試地點為株洲某專業(yè)生產(chǎn)起重設(shè)備的工廠。測試配置：電機型號為YZR200L-8（繞線電機），功率15Kw，額定數(shù)入電壓380V，額定輸入電流34.6A，電機極數(shù)8極，額定頻率為50HZ，額定轉(zhuǎn)速為712rpm，無編碼器。抱閘采取電磁閥方式，使用3相380V電源控制。考慮到以后超負(fù)荷運行的可能，以及長期運行的穩(wěn)定性，選用臺達(dá)VFD220V43A-2變頻器做測試。
2.1主電路設(shè)計
由于臺達(dá)變頻器功率大于11KW型號等級無內(nèi)置剎車單元，所以選配外置推薦剎車單元VFDB4030一臺。剎車電阻說明書上標(biāo)配型號為4800W/27.2歐姆，考慮到剎車性能以及天氣炎熱時電阻的散熱性能，剎車電阻規(guī)格的選擇原則有兩個方面的依據(jù)：等效電阻值保持在推薦最小電阻值，功率選擇為推薦功率的2倍左右。由于手頭上有BR1K5W040(1500W/40歐姆)規(guī)格現(xiàn)貨，所以選擇12根BR1K5W040規(guī)格的電阻，通過串并聯(lián)連接，其等效電阻為30歐姆，等效功率為18KW。實際連接示意圖如圖2所示。VE系列變頻器電氣接線圖參見圖3。
圖2外置剎車單元VFDB4030電原理圖
圖3 VE系列變頻器電氣接線
資料來源：河南省宏基工控科技有限公司
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