港口起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)變頻器改造替換

章樹(shù)陽(yáng)

[摘要]國(guó)內(nèi)港口起重機(jī)上使用的歐美和日本品牌老型號(hào)變頻器，已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)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(kāi)始用國(guó)產(chǎn)變頻器整體改造替換的方式來(lái)解決難以承受的昂貴備件。

[關(guān)鍵詞]起升機(jī)構(gòu)變頻器改造選型

一、前言

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

二、起升機(jī)構(gòu)基本情況

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

起升機(jī)構(gòu)有吊鉤和抓斗兩種運(yùn)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(fù)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(huì)不能滿足要求，本文按照電機(jī)軸輸出的靜功率來(lái)選取變頻器的容量，分別計(jì)算出25噸和40噸工況下電機(jī)軸輸出的靜功率Pq：

Kz為載荷系數(shù)，變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的港口門座起重機(jī)取值0.55； ηmec為機(jī)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(jì)算：

ηmoc為電機(jī)的額定效率，取值0.92。所以選用英威騰CHV190-220G-4型起重機(jī)專用變頻器，按驗(yàn)算額定負(fù)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(jī)構(gòu)額定運(yùn)行速度時(shí)所要求的變頻器輸出頻率按來(lái)計(jì)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(dòng)單元和制動(dòng)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(duì)小些，但是過(guò)載能力英威騰產(chǎn)品相對(duì)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(yàn)

脫開(kāi)電機(jī)和減速器的連接軸做變頻器自學(xué)習(xí)后，設(shè)置必要的變頻器參數(shù)，主要是速度控制模式、運(yùn)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(hù)參數(shù)等。

用SyCon軟件重新對(duì)PLC的Profibus-DP總線模塊C200HW-PRM21進(jìn)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(yīng)的DP總線控制字、狀態(tài)字、速度給定、力矩給定、運(yùn)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定做起重機(jī)額定動(dòng)載和110%額定動(dòng)載試驗(yàn)，用INVTStudio變頻器監(jiān)控軟件監(jiān)視變頻器運(yùn)行的各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常，輸出功率、電壓、電流等數(shù)據(jù)符合理論計(jì)算，起升機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定。

五、結(jié)語(yǔ)

工程運(yùn)行情況表明，國(guó)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(guò)本文論述的技改項(xiàng)目變頻器選型計(jì)算和調(diào)試方法對(duì)港口工程技術(shù)人員帶來(lái)幫助。

參考文獻(xiàn)

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

[2]VarispeedG7使用說(shuō)明書(shū).株式會(huì)社安川電機(jī).2007.

[3]GB/T3811-2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.