ABB变频技术在起重机上的应用
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ABB变频技术在起重机上的应用
摘要：
本文主要介绍了ABB变频器先进的调速性能以及在起重机上的实际应用和设计思路，随着科学技术的发展，变频技术被广泛应用于工业生产中,它具有机械特性硬、调速范围宽、调速精度高，起、制动平稳、可实现无极调速 。可以说基本上替代了接触器-继电器常规控制，变频调速技术发展到今天已完全克服了众多不足，无论是在起重机老产品改造还是新产品设计，变频调速都是优选方案。ABB在交流传动方面始终处于世界领导地位，其传动产品在冶金、石化、发电等领域都得到客户普遍认可。全数字式、智能化的设计，方便灵活的速度设定，实现稳定低速运行，改善了定位的准确性。本人根据多年维护经验和实践体会，谈谈ABB变频器在本单位起重机的使用现状。 关键词： 起重机 交流调速 变频器 正文：
1、ABB交流变频调速装置的介绍
ABB的交流调速装置分为ACC和ACS两种系列， ACC和ACS在硬件组成和结构上基本一样，区别在控制软件上; ACS800是专为风机、水泵、平移机构等摩擦性负载而设计的，在起重机中，主要用于行走
等平移机构。ACS800系列最大的特点是在全功率范围内使用了相同的控制技术，例如：具有启动向导、自定义编程、DTC控制、通用备件，通用接口技术、通用的维护调试软件工具、更高的集成度和更紧凑的结构设计。启动向导的应用，使装置的调试变得非常简便，调试时根据英文提示一步步向下走即可;自定义编程就象内置了小型的plc一样具有更好的适应性;同时它本身内置了电抗器，减少了外围元件。ACS800系列具有电机参数自检测自适应功能，各种保护齐全:具有失压保护、接地保护、冷却风机异常、超频(超速)保护、接触器粘结、缺相等保护等。操作简单，多种应用宏程序可以选择,功能十分强大，与传统的调速系统相比变频器解决了传统调速可靠性差、能耗高、维修成本高等一系列问题。系统大多采用开环控制 ，其开环控制精度可以达到闭环矢量控制的精度（0．1％－0．5％），开环转矩阶跃上升时间小于5毫秒，约为矢量控制的1／20，起动转矩可达200％，并具有有效的磁通制动来提供最大可能的制动力矩。 目前最先进的DTC控制技术使操作者便于精确控制速度和转矩，该装置与传统的主令开关配合使用，操作非常方便。目前ACS800系列已经逐步取代了ACC600系列，它具有效率高、调速范围宽、精度高、平滑性好等优点，因此在我单位炼钢区域设计的大吨位桥机中，平移机构选用了ABB的ACS800系列产品。 2、变频调速的基本原理简介
交流异步电动机的转子转速ｎ可用下式表示：
ｎ＝60f/p ×(1-s) ? (１) 式中：ｆ——定子供电电源的频率； ｐ——电动机的极对数； ｓ——电动机的转差率。 由此可见，当平滑地改变ｆ时，即可改变ｎ。 变频技术大致可分为叫-直-交变频与交－交变频两种。我们通常所见的变频器大多采用的为交-直-交变频技术。 2、１交-直-交变频器的构成及原理 变频器分为交-交和交-直-交两种形式交-交变频器可将工频交流直流接变换成频率、电压均可控制的交流，又称直接式变频器。而交- 直-交变频器则是先把工频交流通过整流器变成直流，然后再把直流变换成频率、电压均可控制的交流，又称间接式变频器。是目前广泛应用的通用型变频器。 变频器的基本构成如图所示，由主回路（包括整流器、中间直流环节、逆变器）和控制回路组成，分述如下： 图（1） (1)整流器
电网侧面的变流器是整流器，它的作用是把三相（也可以是单相）交流整流成直流。 （2）逆变器
负载侧面的变流器为逆变器最常见的结构形式是利用六个主开关器件组成的三相桥式逆变电路。有规律的控制逆变器中主开关的通与断，可以得到任意频率的三相交流输出。 （3）中间直流环节
由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载无论电动机处于电动或发电制动状态，其功率因数总不会为 1 。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换。这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件（电容器或电抗器）来缓冲。所以又常称中间直流环节为中间直流储能环节。 （4）制动单元
异步电机在再生制动区域运行时，再生能量首先储存于储能电力电容器中，使直流电压升高。对起重机机械系统惯量所积蓄的能量比电容器能储存的能量大，并且需要快速制动，必须用可逆变流器把再生能量反馈到电网侧，这样节能效果更好，或设置制动单元，把多余再生功率消耗掉，以免直流回路电压的上升超过限值。 （5）控制电路
控制电路常由运算电路、检测电路、控制信号的输入、输出电路和驱动电路等构成其主要任务是完成对逆变器的开关控制、对整流器
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