ATV71在起重上的应用

1、,ATV71变频器在垂直提升设备中的应用,ISD-OEM 2006/03,提升应用设备,港口机械 起重机 垂直客货梯 建筑塔吊 施工升降梯 闸门启闭机 矿用设备 高炉上料 氧枪提升 转炉倾动 好消息！250kw的ATV71今天(3月1日)在沪东船厂起重机上带载运行一次性成功！,ATV71在垂直提升应用中的功能,制动控制逻辑 高速提升 负荷分配 主从控制 负荷称重和测量 制动接点控制,制动逻辑控制的概念,管理提升设备电磁制动释放和施加的顺序； 制动的释放和施加被连续精确控制： 任何情况下负载被维持而不会溜滑 保护制动器避免过度磨损 平滑地起动和停止负载 适用于垂直运动（提升，位能性负载）或水平运

2、动（行走，变幅，摩擦类负载） 可用于开环或闭环控制 可接受负荷重量信号用以最精确的释放 可接受制动接点信号以保证安全抱闸,制动逻辑 - 描述,制动控制顺序 : 制动器的打开和抱闸 基于制动器打开的转矩 制动器打开和施加的频率 制动器的状态 (制动触点状态反馈) 制动器打开时的转矩控制: 转矩能通过参数被调节 (固定值或额外的称重) 对于上升和下降，它的值可以是不同的 制动器打开时的转矩方向可以是固定向上 给予一个电流上升斜坡去避免制动时的震动 假如转矩水平未达到制动将不被打开,制动逻辑 - 描述,制动释放频率和制动施加频率 目的是保证转矩控制模式转化为速度控制模式时转矩稳定以保持负载； 制动释

3、放频率 自动设置为电机的滑差频率，因为在开环的情况下，滑差频率以上是可以保证输出力矩的 所以必须准确输入电机的额定转速从而获得准确的滑差频率 制动施加频率 自动设置为电机滑差频率的两倍 其中考虑了克服负载的惯性,制动逻辑 - 描述,制动器反馈接点的控制功能 通过指定到一个逻辑输入口此功能可被激活 (BCI=Lix ) : 它控制制动器反馈点位置和制动继电器命令的一致性 可以用制动反馈触点来引导制动顺序，在这种情况下，制动反馈触点相对于制动计时器优先,制动逻辑 - 描述,BED=NO 跳跃频率 JDC BED= YES 当方向变换过零时， 制动顺序被激活,假如BCI=Lix 这个制动器反馈接触点

4、用来控制制动器的状态 在Expert Menu 菜单里，可以设置它比 计时器 BRT, BET优先,IBR 能是 : 根据方向有符号 BIP=NO - 总是正 BIP=YES - 不同 在上升(IBR) 在下降 (IRD) BIP=2IBr - 称重功能 BIP=NO + weight,BIR,JDC,BEN =制动设置为滑差,磁通,上升,下降,输出频率,电流t,Rx or 逻辑输出,制动器 状态,转矩调节,速度调节,BRT,BET,BRR,TTR,1,0,释放,pwm 关闭,BRR,抱闸,磁通激活,制动器释放电流IBR,制动释放频率 BIR,跳跃频率 JDC,抱闸激活频率 BEN,制动器接触

5、点反馈,ATV71在沈阳建机调试参数,高速提升,描述： 当负载很轻或空载时，本功能可以实现运行周期的优化 变频器运行于恒功率模式，在输出电流不超过电机额定电流的前提下，使速度超过额定值 典型应用 : 天车的提升运动 起重机 绞盘 ,高速提升 - 描述,最高频率 HSP,额定频率 FrS,恒功率 C=k FrS/F,恒转矩 C=k U/F,瞬态过转矩,额定转矩,Cn,FrS,HSP,转矩,频率,可能运行于某高于额定转速，但提供的力矩减少了 有两种模式可以限制最高提升速度,高速提升的两种模式,“速度给定” 模式 : 最高允许速度由变频器以负载的函数计算 优势 : 速度斜坡保持线性 缺陷 : 称重需

6、要时间 “电流限幅” 模式 : 上升时根据电机电流限制最高速度固定 下降时（发电机模式）本功能自动变为速度模式 优势 : 上升时无台阶式延时 超过额定转速以恒功率运行 额定转速以上不超过额定电流 缺陷 : 电流限幅使的速度斜坡非线性 只有在电动机象限才可用,高速提升速度给定模式速度根据负载重量计算得到,频率给定,HSP,FRS,输出频率,上升或下降的时序,计算限幅,HSP,FRS,t,t,在获得停车命令或改变 运转方向命令之前,速度 将保持在计算的速度限 幅内,获得运行命令后，一旦到达速度OSP , 在时间段tOS内，速度将稳定在该转速以执行称重功能,高速提升速度给定模式速度根据负载重量计算得

7、到,速度限幅根据估算负载(转矩计算)获得 在电动机象限:max speed = reference x FRS x f(COF, OTR) 在发电机象限:max speed = reference x FRS x f(COR, OTR) FRS 额定电机频率 OTR输出转矩 COF电动机象限的优化系数 (0-100%) COR发电机象限的优化系数 (0-100%) 在tOS期间, 若给定频率FRH减少到OSP以下, 则最高转速计算中止 若给定频率FRH 电机额定频率 (FRS) ,则频率输出被设定为FRH 但不超过估算最高转速.,高速提升电流限幅模式,电动机模式,频率给定,HSP,FRS,输出

8、频率,上升顺序,HSP,FRS,t,t,t,在发电机象限模式:速度给定有效,CLx,电流,t,发电机模式,电动机模式,由电流限幅决定 的速度限制,电流限幅,获得运行命令后, 一旦速度达到SCL ,速度则被限制到 CLO,在电动机象限模式,电流限幅有效,高速提升电流限幅模式,仅在电动机象限有效 在发电机象限,模式自动转化为速度限幅模式 (HSO=SSO) 若输出频率 (RFR) 门槛 SCL : 速度给定为 FRH 电动机象限的电流限幅由参数 CLO 决定 发电机象限的电流限幅由参数 CLI, CL2决定,高速提升总计,实现简单 专用菜单 设置简单 无须外部传感器 性能优越 节约运行周期 经济解

9、决方案 与提升功能兼容,负荷平衡,适用于两套电机机械同轴连接，各自由变频器控制，用此功能取得良好的负载平衡. 应用类型 传送带 吊臂回转 起吊运动 转炉倾动,负荷平衡描述,本功能通过校正机械固定在一起的一个或多个电机的速度来平衡他们之间的转矩. 这种校正是负载的函数（人为改变滑差控制） 变频器必须是开环控制. 本功能对任何一种电动或四像限再生发电状况都适用,负荷平衡描述,1 个参数用来设置校正值: LBC (Hz) = 速度较正 3个专家参数用于优化 : 校正因数取决于速度和转转矩. K= K1 f(F) x K2 f(C) 校正值 = K*LBC LBC1 (Hz) =校正动作的最小速度 L

10、BC2 (Hz) =校正动作的最大速度 LBC3 (%) =在校正动作的范围内转矩偏移 校正值可由 LBF进行滤波,主从控制速度跟随,主变频电机的脉冲编码器输出连接到从变频变频器： 可以设定为脉冲给定的模拟输入口； 编码器卡； 作为脉冲给定 脉冲输入可被用做任何给定方式（速度给定，PI ,求和等运算）,主从控制转矩控制,主传动的一个设定为转矩模拟输出给从传动的模拟输入，该模拟输入设定为转矩限幅限幅或转矩给定. 响应时间由模拟输出和模拟输入的响应时间决定,f ref,M,M,主机速度调节,从机转矩控制,速度给定 AIx,转距给定,Ao,负荷重量输入,描述 通过重量测量传感器将负荷重量输入给变频器

11、（模拟输入信号） 根据该信号来调整抱闸释放时维持负载的必要转距 使得上升下降起动时无一点震动 应用：负荷经常变动 电梯 升降机 起重机,负荷重量输入,本功能与抱闸制动逻辑紧密相关； 它改变负载在停止位置抱闸释放打开前的电流水平IBR ； 停止位置重量的测量由一个外加的4-20mA输出传感器（比例）；与一个已定义此作用(PES=Aix)的模拟逻辑输入口相连。 一组参数用来对应实测重量与抱闸释放前的电流； 本功能对电动机象限和再生发电象限都有效； 如果重量信号丢失, 抱闸释放时的IBR 自动地设置预先定义的安全值。,负荷重量输入标定举例,由于平衡重锤的作用，轿厢的非零负载点可对电机认为是零负载点.

12、,ATV71的驱动性能,瞬态过转矩能力 (+/-10%) 60秒：170% 到 220% 额定转矩 (取决于电机和变频器功率) 2秒：220% 额定转矩 (典型值) 最大瞬态电流 60秒：150 % 电机额定电流 (典型值) 2秒：165 % of 电机额定电流(典型值),开环控制 闭环控制,ATV71的驱动性能制动转矩,不带制动电阻时：30 % 的电机额定转矩 (典型值） 带制动电阻时 : =90 kW =200kW （选配标准制动单元）: 88% 的电机额定功率，占空比为50% 150% 的电机额定功率，占空比为5%,ATV71制动电阻的选配最小阻值,M,ATV71,160KW （ATV7

13、1C16N4）以内的产品全部内置制动单元,ATV71制动电阻的选配,一.制动单元与制动电阻的选配A、首先估算出制动转矩,一般情况下，在进行电机制动时，电机内部存在一定的损耗，约为额定转矩的18%-22%左右，因此计算出的结果在小于此范围的话就无需接制动装置； B、接着计算制动电阻的阻值,在制动单元工作过程中，直流母线的电压的升降取决于常数RC，R即为制动电阻的阻值，C为变频器内部电解电容的容量。这里制动 单元动作电压值一般为710V。,ATV71制动电阻的选配,C、然后进行制动单元的选择在进行制动单元的选择时，制动单元的工作最大电流是选择的唯一依据，其计算公式如下：,D、最后计算制动电阻的标称

14、功率由于制动电阻为短时工作制，因此根据电阻的特性和技术指标，我们知道电阻的标称功率将小于通电时的消耗功率，一般可用下式求得：制动电阻标称功率 = 制动电阻降额系数 X 制动期间平均消耗功率 X 制动使用率%二. 制动特点能耗制动（电阻制动）的优点是构造简单，缺点是运行效率降低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量，且制动电阻的容量将增大。,ATV71的电机控制方式,带传感器的矢量控制方式 (电流矢量型) 无传感器矢量控制方式 (电压矢量或电流矢量型) 压/频比方式 (可设置 2 或 5 个拐点) 转矩控制方式 同步电机控制 ENA 系统 (对于负载不平衡时的 能量返回系统),操作界面远程图形终端,中文在内的6种标准语言 可以显示 8 行24个字符 通过转轮设置菜单导航 显示电流变化和状态 数字或条线图显示 电机控制 诊断 存储4套配置 功率键 多变频的操作方式 用户自定义 .,电磁兼容性和谐波,所有规格内置 A级EMC滤波器， 满足EN61800-3 cat. C2 (EN55011 Class A group1) 或EN61800-3 cat. C3 (EN55011 Class A group2) 高于 15kW（400V）以上的所有规格内置直流电抗器 将线电流限制在 1.1倍的电机额定电流左右 降低谐波电流,