0 引言

緬甸耶涯水電站為東南亞最大的水電站，發(fā)電廠房?jī)?nèi)安裝有4 臺(tái)195 MW的立式混流式發(fā)電機(jī)組，擔(dān)任其吊裝任務(wù)的是兩臺(tái)跨度為25.5 m的250(120)t/40(8) t單小車門式起重機(jī)，在吊運(yùn)460 t發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)將用500 t平衡梁由兩臺(tái)門機(jī)抬吊完成。

兩臺(tái)單小車門式起重機(jī)的技術(shù)參數(shù)完全一致，每臺(tái)均由主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、門機(jī)操作系統(tǒng)、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、供電照明安全保護(hù)系統(tǒng)幾個(gè)部分組成。其中主、副起升電氣傳動(dòng)系統(tǒng)采用安川公司生產(chǎn)的通用變頻器G7 系列變頻器，通過變頻器的“運(yùn)行中2”信號(hào)來控制起升機(jī)構(gòu)的抱閘，以防止溜鉤現(xiàn)象的出現(xiàn)，這樣省卻了起升運(yùn)用宏，達(dá)到了利用變頻器專用起重宏的目的。另外，起升變頻傳動(dòng)系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，通過增大閉環(huán)編碼器的檢測(cè)頻率，來確保起升機(jī)構(gòu)在2 Hz下能克服低頻脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩的影響，并達(dá)到了1頤50 的調(diào)速范圍。同時(shí)為避免給定信號(hào)受外部干擾的影響，變頻輸入采用了數(shù)字量輸入，從而解決了變頻器給定輸入不穩(wěn)定的問題。

1 起升抱閘變頻控制技術(shù)的開發(fā)

傳統(tǒng)的起升機(jī)構(gòu)調(diào)速系統(tǒng)主要是采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速或渦流調(diào)速，這種傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械特性軟，調(diào)速范圍狹窄，整個(gè)系統(tǒng)速度的穩(wěn)定性和調(diào)速精度較差;起制動(dòng)不平穩(wěn)，對(duì)整機(jī)鋼結(jié)構(gòu)沖擊很大;

尤其是空中起吊易發(fā)生溜鉤現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了起重機(jī)械的安全運(yùn)行。為此，本門機(jī)起升機(jī)構(gòu)采用了安川通用變頻器G7 作為調(diào)速傳動(dòng)裝置，通過開發(fā)起升抱閘控制技術(shù)，以防止起升溜鉤現(xiàn)象，具體方案如圖1 所示。

從圖1可知：

1)順控電路條件成立后，由接點(diǎn)M1-M2 閉合(ON)打開制動(dòng)器;

2)出現(xiàn)緊急情況及變頻器故障接點(diǎn)輸出時(shí)，使制動(dòng)器確實(shí)可靠地處于閉合狀態(tài)，當(dāng)升降指令為ON時(shí)，使制動(dòng)器為打開狀態(tài);

3)根據(jù)所使用的控制模式，制動(dòng)器打開轅閉合信號(hào)的參數(shù)設(shè)置如表1 所列。

1.1 不帶PG矢量控制模式

不帶PG矢量控制的抱閘控制時(shí)序見圖2。

1)將H2-01 設(shè)為05，即M1-M2 輸出的是頻率檢出2 信號(hào)，用該信號(hào)來控制起升機(jī)構(gòu)抱閘。

2)開抱閘控制。通常，將參數(shù)L4-01 設(shè)定為1.0耀3.0 Hz，在UP給定信號(hào)輸入后，當(dāng)變頻器輸出頻率升到L4-01的設(shè)定值時(shí)，表示變頻器已經(jīng)輸出足夠大的電流，能夠使電機(jī)產(chǎn)生足夠的輸出轉(zhuǎn)矩(逸額定轉(zhuǎn)矩)，此時(shí)M1-M2 閉合，制動(dòng)器打開，不會(huì)產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象。

3)關(guān)抱閘控制。通常，將參數(shù)L4-02 設(shè)定為0.1耀0.5 Hz，當(dāng)UP給定信號(hào)回零，變頻器輸出頻率降至(L4-01)-(L4-02)的值時(shí)，變頻器輸出轉(zhuǎn)矩還存在，但速度已將至3 Hz 以下，此時(shí)M1-M2 頻率檢出2 打開，制動(dòng)器抱閘，力矩的存在防止了溜鉤現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)低速抱閘減少了對(duì)機(jī)構(gòu)的沖擊，也減小了對(duì)制動(dòng)器的磨損。

1.2 帶PG矢量控制模式

帶PG矢量控制的抱閘控制時(shí)序如圖3所示。

1)將H2-01 設(shè)為37，即M1-M2 輸出的是運(yùn)行中2 信號(hào)，用該信號(hào)來控制起升機(jī)構(gòu)抱閘。

2)開抱閘控制。通常，將參數(shù)b2-01 設(shè)定為0.1耀0.5 Hz，在UP給定信號(hào)輸入后，當(dāng)變頻器輸出頻率升到b2-01的設(shè)定值時(shí)，表示變頻器已經(jīng)輸出足夠大的電流，能夠使電機(jī)產(chǎn)生足夠的輸出轉(zhuǎn)矩(逸額定轉(zhuǎn)矩)，此時(shí)M1-M2 閉合，制動(dòng)器打開，不會(huì)產(chǎn)生溜鉤現(xiàn)象。

3)關(guān)抱閘控制。當(dāng)UP給定信號(hào)回零，變頻器輸出頻率降至b2-01的設(shè)定值時(shí)，變頻器輸出轉(zhuǎn)矩還存在，但速度已將至0.5 Hz 以下，此時(shí)M1-M2運(yùn)行中2打開，制動(dòng)器抱閘，防止了溜鉤現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時(shí)低速抱閘減少了對(duì)機(jī)構(gòu)的沖擊，減小了對(duì)制動(dòng)器的磨損。

2 起升抱閘變頻控制技術(shù)的應(yīng)用

安川公司G7 系列變頻器在緬甸耶涯水電站兩臺(tái)250(120)t/40(8)t 單小車門式起重機(jī)主、副起升電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中的具體應(yīng)用情況如下。

主起升機(jī)構(gòu)起升速度為：

1)起重量120~250 t時(shí)，0.5~0.05 m/min;

2)起重量臆120 t時(shí)，1.5~0.15 m/min。

主起升機(jī)構(gòu)由1 臺(tái)YZPTFM315M2 -8CTHS3 40% 45 kW 變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，并通過荷重儀使電機(jī)運(yùn)行于不同的特性曲線，以實(shí)現(xiàn)以上兩種速度的轉(zhuǎn)化。采用安川變頻器CIMR-G7A4075進(jìn)行閉環(huán)控制調(diào)速，利用變頻器“運(yùn)行中2”信號(hào)來控制起升機(jī)構(gòu)的抱閘。采用主令控制器的有擋位無級(jí)調(diào)速方式，速度被分為五擋，各為10%、30%、50%、70%、100%的額定速度;

變頻輸入采用數(shù)字量輸入，通過變頻器內(nèi)部的數(shù)字量接口模塊DI-16H2 自動(dòng)將數(shù)字量轉(zhuǎn)變成模擬量。整個(gè)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了起動(dòng)、停止和各擋速度過渡平穩(wěn)無沖擊的目的，其電氣原理圖如圖4所示。

副起升機(jī)構(gòu)起升速度為：

1)起重量8~40 t時(shí)，3~0.3 m/min;

2)起重量臆8 t時(shí)，15~1.5 m/min。

副起升機(jī)構(gòu)由1 臺(tái)YZPTFM315M1-8CTH S340% 30 kW變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，選取的變頻器型號(hào)及電氣傳動(dòng)系統(tǒng)原理同主起升機(jī)構(gòu)。

3 系統(tǒng)調(diào)試(主起升)

由于主起升變頻器采用帶PG 的矢量控制模式，因此通電前必須將編碼器接口模塊PG-X2 按圖4 固定接線。在首次啟動(dòng)時(shí)，按LOCAL/RE-MOTE 鍵，面板顯示L即進(jìn)入面板控制模式。如果驅(qū)動(dòng)設(shè)備無法與電機(jī)脫離，應(yīng)選擇停止形自學(xué)習(xí)模式(T1-01=1)，若條件許可，為確保系統(tǒng)性能應(yīng)盡量選用旋轉(zhuǎn)形自學(xué)習(xí)模式(T1-01=0)，具體步驟如下。

1)確認(rèn)控制盤在本地控制模式下(在狀態(tài)行有L顯示)，將T1-01 模式設(shè)置為0 或1。

2)按MENU 鍵選擇ADV方式，然后設(shè)置參數(shù)A1-00=0，A1-01=2，A1-02=3，A1-03=0。

3)按MENU 鍵，選擇AUTO-TUNE 自學(xué)習(xí)模式，設(shè)定參數(shù)T1-00=0，T1-01=0，T1-02=45，T1-03=330，T1-04=104，T1-05=30，T1-06=8，T1-07=438，T1-08=2048。

4)按RUN 鍵，變頻器約停止1 min 后，會(huì)再旋轉(zhuǎn)1 min，自動(dòng)測(cè)定需要的電機(jī)數(shù)據(jù)，自學(xué)習(xí)完成后，面板顯示TUNE SUCCESSFUL。

5)自學(xué)習(xí)完成后，需設(shè)置的參數(shù)如表2 所列。

4 常見故障現(xiàn)象及處理

調(diào)試時(shí)難免會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問題，但必須保證在整個(gè)運(yùn)行過程中，電流不超過變頻器額定電流的150%，在調(diào)試時(shí)觀察參數(shù)U1-83、U1-84以確保電流保持在安全值以下，表3列出了試運(yùn)行時(shí)常見的故障及處理方法。

5 結(jié)語

安川通用變頻器G7 應(yīng)用在緬甸耶涯水電站兩臺(tái)250(120)t/40(8) t單小車門式起重機(jī)主、副起升電氣傳動(dòng)系統(tǒng)中，調(diào)試運(yùn)行后，兩機(jī)構(gòu)起制動(dòng)非常平穩(wěn)，鋼結(jié)構(gòu)沖擊小，并能很好地控制機(jī)構(gòu)抱閘系統(tǒng)，徹底解決了起升溜鉤問題。大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，深受用戶好評(píng)。[!--empirenews.page--]