章樹陽

[摘要]國內(nèi)港口起重機上使用的歐美和日本品牌老型號變頻器，已經(jīng)達到甚至超過了使用壽命，生產(chǎn)商已經(jīng)停止生產(chǎn)備件；港口方逐漸開始用國產(chǎn)變頻器整體改造替換的方式來解決難以承受的昂貴備件。

[關(guān)鍵詞]起升機構(gòu)變頻器改造選型

一、前言

變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)在國內(nèi)港口起重裝卸設(shè)備上的使用始于上世紀90年代末；從變幅、旋轉(zhuǎn)和小車機構(gòu)試用，發(fā)展到整機全變頻調(diào)速，并且使用的幾乎全是SIEMENS、ABB、YASKAWA、TMEIC等國外品牌；這些變頻器已經(jīng)使用有15年時間左右，故障率高、備品備件購買困難和昂貴一直困擾著港口電氣維護人員。

二、起升機構(gòu)基本情況

起升機構(gòu)電氣系統(tǒng)由PLC通過Profibus-DP協(xié)議控制兩臺變頻器，具體如圖1所示。

起升機構(gòu)有吊鉤和抓斗兩種運行工況，基本參數(shù)如表1所示。

三、變頻器改造替換容量選擇

不同廠家變頻器的性能和負載能力方面都有一定的差別，如果完全按照同功率替換可能會不能滿足要求，本文按照電機軸輸出的靜功率來選取變頻器的容量，分別計算出25噸和40噸工況下電機軸輸出的靜功率Pq：

Kz為載荷系數(shù)，變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)驅(qū)動的港口門座起重機取值0.55； ηmec為機械效率，取值0.9。變頻器的容量選取按照兩種工況下較大的靜功率為依據(jù)計算：

ηmoc為電機的額定效率，取值0.92。所以選用英威騰CHV190-220G-4型起重機專用變頻器，按驗算額定負載工況下變頻器電流滿足要求（Ky電流波形修正系數(shù)，取值1.05-1.1）。機構(gòu)額定運行速度時所要求的變頻器輸出頻率按來計算，35米/分鐘是為38Hz，55米/分鐘是為59Hz。再生能量的處理，由于原系統(tǒng)的制動單元和制動電阻和新變頻器可以兼容，不需要更換。英威騰變頻器輸出電流相對小些，但是過載能力英威騰產(chǎn)品相對大些，體積也幾乎相同改造安裝空間可以替代，CHV190-220G-4和CIMR-G7B4220性能比較如表2所示。

四、調(diào)試和試驗

脫開電機和減速器的連接軸做變頻器自學習后，設(shè)置必要的變頻器參數(shù)，主要是速度控制模式、運行指令通道、速度指令通道、編碼器參數(shù)、參數(shù)組切換、抱閘控制、故障輸出、DP通訊的PZD參數(shù)、速度/力矩切換、保護參數(shù)等。

用SyCon軟件重新對PLC的Profibus-DP總線模塊C200HW-PRM21進行配置，加載英威騰EC-TX103DP模塊的GSD文件，。用CX-Programmer編程軟件上傳PLC程序，修改相應的DP總線控制字、狀態(tài)字、速度給定、力矩給定、運行數(shù)據(jù)讀取的程序段，并下載到PLC。

空載調(diào)試正常后，根據(jù)國家標準規(guī)定做起重機額定動載和110%額定動載試驗，用INVTStudio變頻器監(jiān)控軟件監(jiān)視變頻器運行的各項數(shù)據(jù)正常，輸出功率、電壓、電流等數(shù)據(jù)符合理論計算，起升機構(gòu)運行穩(wěn)定。

五、結(jié)語

工程運行情況表明，國產(chǎn)變頻器在港口起重設(shè)備上的使用是穩(wěn)定可靠的。希望通過本文論述的技改項目變頻器選型計算和調(diào)試方法對港口工程技術(shù)人員帶來幫助。

參考文獻

[1]英威騰產(chǎn)品說明書CHV190系列起重機專用變頻器201301（V2.1）.

[2]VarispeedG7使用說明書.株式會社安川電機.2007.

[3]GB/T3811-2008起重機設(shè)計規(guī)范.北京：中國標準出版社，2008.