浅谈Acs800变频器在起重机中的应用

2020-11-27解岩赵莉莉李跃龙

商品与质量 2020年26期

解岩赵莉莉李跃龙

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1 Acs800变频器在起重机中应用的意义

Acs800系列变频器电源相数为三相、适配电机功率约为0.55-110KW，应用范围广泛，由整流器、滤波器、驱动电路、控制器组成，通常为了保证运行的安全，还设有保护电路，变频器具有功能强大的控制盘，且具有集中控制的功能，支持自定义编程，具有显示信号、定义参数、功能调节转换的功能，可以全面准确的显示系统的工作状态和工作环境，并通过对电机转矩和转速的实时监测计算，通过反馈环节构成转速的双闭环调速控制系统，使电机控制系统具有闭环系统的精确度高、误差小等稳态特性，以及过渡平滑、超调量小等动态特性，对于传统的变频器存在的低速启动区转矩不足，效率低且对电机的损耗程度较大，该类型变频器可以有效克服该问题，零速转矩最大可以达到额定转矩的2倍，有效地提升启动速度，同时在内部设有优化系统性能的专用软件应用层，可以支持多种的接口选择，实现数据结构的转换和信号模式的变换，可以实现分层控制技术，包括总线控制、端子控制等，同时还设置有专用功能，如预励磁、转矩验证、功率优化等功能，有效地通过内部的功能整合减少变频器外部的联接线路，同时当出现大功率起重机需要同时工作的情况时，该类型变频器还设有内部的主从级联功能，实现可嵌套的工作模式，实现对于电机的同步控制，通过可视化的管理模式使系统工作模式状态清晰可见，也间接地为系统的安全运行提供有力的保障[1]。

2 Acs800变频器在起重机中应用的优点

传统的起重机主升控制系统，一般采用凸轮控制器调节串联电阻进行控制，这种控制方式速度调节不平顺，对电机的损坏也是明显的，所以需要定期进行更换，这就使得他的经济性能比较差。起重机主要使用变频器驱动交流变频电机，其结构简单，可靠性高，通用性强，大大提升了起重机的经济性能和环保性。同时Acs变频器与交流电机的配合使用，还具有以下优点：

（1）调速范围宽。较宽的调速范围可以使得系统的控制精度大大增加，其工作点更加稳定，能更加精确的控制起重机工作。

（2）有较大的启动转矩。较大的启动转矩能够提高起重机控制系统的响应速度，使得起重机控制系统能够快速启以响应外界输入。

（3）紧急制动保护。在电动机的输入速度为零时，电动机依然能够保证额定转矩输出，可以使得起重机的制动系统失灵时，起到紧急制动的效果，从而使重物不会轻易掉落，提高工作的安全可靠性。

（4）启动和停止时较缓。速度较缓的启动和停止可以有效降低起重机在启动和停止时的机械冲击，从而降低对起重机损伤，延长起重机的使用寿命。

（5）便于检修。Acs变频器具有多重接口，可以对其进行电脑监控，实时报告变频器的工作状况，一旦发生问题，可以及时进行检修[2]。

3 Acs800变频器在起重机中的应用

3.1 Acs800变频器控制盘应用

Acs800系列变频器具有功能全面的系统控制盘，通过液晶显示屏和按键实现硬件系统的组成，在控制盘中设有四种操作模式按键，在结合起重机使用的过程中，可以进入实际信号显示模式对系统目前的工作情况进行显示，可以进入参数模式，设置系统的参数组，同时还可以进入功能模式，传动选择模式控制系统工作方式，对于传动控制键，可以实现起重机的多种运行，包括起重机的启动、停止、以及对于需要设置的参数的激活，起重机工作电机的正反转，出现问题时进行一键复位，还具有进行远程控制和本地控制切换的功能，实现对起重机的灵活控制，在信号显示时，可以选择不同的信号显示，除了在正常情况下反映实际信号，还可以在出现故障时，显示系统的故障信号，便于及时发现问题，在参数选择模式下，可以对既定的参数进行改变，通过速度的控制按键进行参数模式变化速率的选择，在功能模式选择中，可以通过显示器呈现当前的电机转速的工作状态，功能列表，如加速控制、应用程序选择等，可以选择传动单元的模式，同时，在选择工作模式的过程中，还兼具显示状态的功能，可以显示传动单元的ID号，以及当前的控制状态、传动方向、传动给定电机转速、传动单元状态等数字信息。还可以在起重机电机出现故障时进行警告和提示，通过传动单元检测可以查找故障信息，进行信号的发送，并对故障进行记录，为后续的维修和现场还原提供依据。在参数模式下，可以查看系统当前的参数值，以及对当前的参数值进行改变，在功能模式中，可以通过运行向导程序，提供系统内部设置有的工作模式的说明和建议，进行传动单元的设置，同时将参数值和电机的额定转速、功率等参数上传，在液晶屏上显示，上传到控制盘，再传送到传动单元中，进行功能的调节。需要注意的是在起重机电机处于锁定模式的状态下，不可以通过启动向导进行参数的设置，同时可以调节显示屏的亮度，适应不同的工作环境[3]。

3.2 Acs800变频器程序控制功能

Acs800系列变频器程序中具有多重功能，可供用户进行相关的参数设置、实际信号值测量，故障信息报警等。首先，Acs800具有详细具体的启动向导，用于在设置工作状态环节参考，可以提供一定的指导帮助用户定义正确的参数范围，同时进行参数的输入，具有自动检测功能，检测所有的参数输入后是否有效，可以满足系统的安全运行，在启动向导中还设有批量的任务项目，可以根据向导的智能提示，进行选择需要执行的任务，注意，向导启动功能通常可以作为参考，但在特定的工作情况下，或操作人员熟练掌握操作环节的情况下，可以进行自定义设置，为整个系统的灵活性提供保证。通常在设置参数过程中包含从硬件到软件、从稳态参数到静态参数的全过程设置，可以对电机的转速、定子转子电阻等参数进行输入，并以此进行辨识电机的承受工作范围，此外，可以对软件进行设置，变频器内部含有可编程设备，可以定义宏程序，当需要执行时，通过调用指令插入程序进行编程。同时对于传动结构也可以进行调节，通过速度控制模块进行电机转速的允许范围以及加速和减速的时间设置，同时可以定义转矩控制的工作，通过控制转矩的额定值、极限值等定义常规工作状态，并定义转矩的上升和下降时间[4]。Acs800变频器还设有控制器环节，可以通过PID控制器对系统的工作性能进行改善，通过调整比例环节、微分环节、积分环节的参数有效地调整系统的稳态性能和动态性能，同时电路中设有保护环节，可以有效地提供转矩和电流的过载保护，避免安全事故的发生，同时该变频器兼有本地控制和外部控制的两种控制方式，可以通过接受控制盘发送的数据，进行对变频器的本地控制，实施的观测系统的运行状况，也可以接受来自数字模拟输入口的信号，通过AD/DA转换实现数字量和模拟量的转换，通过系统总线和现场总线的联接，实现数据信号格式的统一，设置统一的通讯协议，实现和计算机端的数据交流。对于外部控制过程中，通过计算机或单片机设有的I/O端口进行传输数据信号、控制信号、状态信号，通过对于总线的不同功能定义进行分工设置，也可以将外部控制源设置为控制盘信号，实现控制模式的灵活转换[5]。同时传动单元可以通过接受外部给定信号进行调整，可以接受双极性的模拟速度给定信号，也可以实现数学函数的输入信号，并且可以在内部的基本数学功能，可以有效地调节速度的变化，实现对于传动结构的灵活控制。也可以通过控制器和具有数据选择功能的编程模块进行结合，对于给定信号进行自主的修正，避免出现输入错误时导致的安全问题或运行故障，也可以通过滤波环节过滤掉信号输入过程中的干扰，如因为按键抖动造成的按键重复和延迟，通常设置有消抖程序进行过滤，避免操作不当带来的影响，实现对于起重机的安全控制。