門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動失速問題分析與對策

王志軍　葛曉鵬（煙臺港股份公司礦石碼頭分公司，山東　煙臺　264000）

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門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動失速問題分析與對策

王志軍葛曉鵬
（煙臺港股份公司礦石碼頭分公司，山東煙臺264000）

摘要：門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動的失速問題，是低頻次的偶發(fā)故障，故障概率一般每運行200h出現(xiàn)一次。該類型故障雖屬偶發(fā)故障，但是極其危險。發(fā)生時，司機通過主令操作手柄給定的驅(qū)動指令無車響應，出現(xiàn)短時失控，門機處在慣性作用下的自由滑行。出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動失速問題后，大多數(shù)情況司機可以緊急應對處理，一方面腳踏制動緊急停車，一方面通過主令控制臺設置的急停、故障復位把故障解除，部分需要工程技術(shù)人員解除故障。

關(guān)鍵詞：變頻驅(qū)動；失速；對策

1 前言

在目前的市場上，機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動的失速問題時常困擾著商家和購買客戶。本文著重討論了造成這一現(xiàn)象的幾種問題，并提出了一些相應對策。

2 門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動失速問題存在的原因及解決辦法

門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動失速問題不管在開環(huán)控制還是在閉環(huán)控制中都有出現(xiàn)，但是閉環(huán)控制出現(xiàn)的故障概率要比開環(huán)控制低。無論是在開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的失速一般有兩種情況：第一種情況是發(fā)生在運行過程中的失速，第二種情況是發(fā)生在制動過程中的失速。以下將分別對兩種情況作出分析：

2.1 運行過程中的失速

在運行過程中出現(xiàn)失速時，檢測出來的故障代碼常見有OS和DEV兩種：

（1）OS含義：過速即設定值（F1-08）以上的速度且持續(xù)時間超過規(guī)定時間（F1-09）。

有以下幾種情況會導致過速：

①發(fā)生了超調(diào)/欠調(diào)；

②指令速度過高；

③F1-08、F1-09 的設定值不當。

針對以上出現(xiàn)的情況，分別對應做以下幾種修改方式：

①當發(fā)生超調(diào)或者欠調(diào)現(xiàn)象時，調(diào)整增益的值來滿足要求；

②當出現(xiàn)指令速度過高時，重新設定指令回路及指令增益；

③F1-08、F1-09 的設定值不當時，重新設定F1-08以及F1-09的設定值來滿足要求；

（2）DEV含義：速度偏差大即設定值（F1-10）以上的速度偏差且持續(xù)時間超過規(guī)定時間（F1-11）。

有以下幾種情況會導致速度偏差大：

①負載過大；

②加減速時間過短；

③負載為鎖定狀態(tài)；

④F1-10、F1-11 的設定不當；

⑤電機處于制動狀態(tài)；

⑥編碼器故障。

針對以上出現(xiàn)的情況，分別對應做以下幾種修改方式：

①當負載過大時，我們需要做的就是減輕負載；

②當加減速時間過短時，我們需要適當?shù)卦黾蛹訙p速的時間以滿足要求；

③當負載為鎖定狀態(tài)時，我們需要檢查機械系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)；

④當F1-10、F1-11 的設定不當時，我們需要檢查變頻驅(qū)動器的F1-10、F1-11的設定是否滿足要求；

⑤當電機處于制動狀態(tài)時，我們需要確認制動器（電機）是否處于“打開”狀態(tài)；

⑥當編碼器出現(xiàn)故障時，首先要確認編碼器與電機的連接狀態(tài)，然后再檢查編碼器的反饋值來確認編碼器是否已經(jīng)損壞。

2.2 制動過程中的失速故障

在制動過程中失速故障的代碼大多數(shù)看似與“速度”無關(guān)，比如OV（過電壓）、BB（基極封鎖）、BUS（驅(qū)動通訊指令斷開），但是實際上還是間接影響速度。研究制動過程中的失速，首先看變頻驅(qū)動的停止方法。選擇停止方法b1-03有4種方式：

0：減速停止

1：自由運行停止

2：全域直流制動（DB）停止

3：帶計時功能的自由運行停止

我們一般選擇b1-03＝0，操作上，司機主令回零后，驅(qū)動上立即轉(zhuǎn)為能耗制動，實現(xiàn)平穩(wěn)停車。有的港口選用b1-03＝1，即司機主令回零后，驅(qū)動系統(tǒng)停止一切輸出，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)這時處于自由滑行至停止狀態(tài)。綜合評估運行性能，港口業(yè)界大多選擇b1-03＝0。

2.3 故障代碼及對策

2.3.1 OV（過電壓）

我們通過U3參數(shù)組，可以查出變頻器歷史故障記錄。司機反饋信息如果是制動過程中的失速，這種情況下，變頻器歷史故障記錄OV（過電壓）居多。減速過程為何會出現(xiàn)過電壓？我們知道，減速開始后，變頻器對電機的電源輸出頻率從50Hz迅速衰減至0Hz，電機由電動狀態(tài)轉(zhuǎn)為能耗制動，也可以把這時電機的狀態(tài)理解為發(fā)電狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)機械動能通過電機——變頻器——制動單元——制動電阻進行消耗釋放。變頻器這時檢測到的電壓，實際上就是電機發(fā)電狀態(tài)的電壓情況。對策：變頻器制動過程中的過電壓故障檢出，大多與減速時間C1-02的設置有關(guān)。門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動早期的參數(shù)選擇一般是6s，即在6s內(nèi)完成減速停止。但由于過電壓的頻率過高，目前該數(shù)據(jù)修正為8s～11s。對于門機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，多年來港口業(yè)界一直在探索最佳的加減速時間。我們的經(jīng)驗值，一般在16t門機及以下，加速6s，減速8s；40t門機，加速9s，減速10s。

2.3.2 BB（基極封鎖）、BUS（驅(qū)動通訊指令斷開）

在日常的設備維護保障工作中，經(jīng)常有司機反映在主令操作回零，同時踩下旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的腳踏制動踏板時，會有突然升速現(xiàn)象的發(fā)生。下面我們通過分析司機操作過程，找到解決辦法。司機主令回零，驅(qū)動系統(tǒng)自動進入電氣制動狀態(tài)，前面我們分析過，單靠電氣制動是可以實現(xiàn)平穩(wěn)制動停車的。生產(chǎn)中，操作人員往往再加上機械制動，通過雙重的制動，實現(xiàn)平穩(wěn)快速停車，以提高生產(chǎn)效率，系統(tǒng)設計允許，屬于正常操作。雙重的制動為何會產(chǎn)生升速問題呢？我們知道，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)制動時，機械動能拖動電機，來自電機的再生能量會對變頻器形成沖擊。為了保護旋轉(zhuǎn)機構(gòu)制動過程中變頻器的安全，在司機旋轉(zhuǎn)腳踏制動踏板臨近終點位置設置有基極封鎖信號行程開關(guān)，這是問題的關(guān)鍵。發(fā)生這種情況后，應對基極封鎖信號行程開關(guān)位置、機械制動片磨損情況、制動總泵、分泵、液壓管線等進行全面檢查，以確保開關(guān)可靠性、準確性以及機械制動器的技術(shù)性能。

結(jié)語

通過本次研究，我大致了解了機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)變頻驅(qū)動失速問題的幾個原因，也參與了尋找對策的過程。在日后的使用中，我會密切關(guān)注，隨時解決這些問題并探究發(fā)現(xiàn)的新問題。

參考文獻

[1]劉競成.交流調(diào)速系統(tǒng)[M].上海：上海交大出版社.

中圖分類號：TM921

文獻標識碼：A