16噸行車卷揚變頻技術(shù)改造

1、16噸行車卷揚變頻技術(shù)改造 16噸行車卷揚變頻技術(shù)改造 摘 要：通過介紹ACS800變頻器與西門子S7-200PLC在軋鋼廠成品跨行車卷揚上改造上的成功應(yīng)用案例，對變頻控制柜設(shè)計及變頻器關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置、主要電氣元件選擇、制動參數(shù)計算和PLC局部程序進行了充分說明。 關(guān)鍵詞：卷揚 變頻器 PLC 制動 中圖分類號：U463 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-379101-0120-01 1 變頻控制柜設(shè)計 變頻柜組成：變頻柜由電源進線空開、接觸器、變頻器、輸出電抗器、制動電阻、可編程控制器PLC、中間繼電器和儀表等通過電氣連接組成。 變頻器容量計算：P=K1KPm/cos 式中：cos為電動機功

2、率因數(shù)，約0.75； 為電動機的效率，約0.85； K為電流波形的修正系數(shù)，PWM方式取1.051.10； Pm為負(fù)載所需要的電機軸輸出功率，kW； K1為容量補償系數(shù)，取1.11.2； P為所需變頻器的容量，kVA； 卷揚電機型號為YZR225M16，37 kW，根據(jù)公式計算可得變頻器容量為70 kVA。 變頻器選型。 選用ABB公司的ACS800系列變頻器，變頻器型號：ACS800-04-0070-3+D150+P901，帶直接轉(zhuǎn)矩控制DTC。 輸入：上升、下降、速度編碼1檔、速度編碼2檔、速度編碼3檔、復(fù)位。 輸出：抱閘、故障、輸出電壓、輸出電流。 PLC選型。 輸入點11點：上升、下降

3、、速度1檔、速度2檔、速度3檔、速度4檔、凸輪控制器零位、故障復(fù)位、上升限位、變頻器故障、主電源接通。 輸出點7點：上升、下降、速度編碼1檔、速度編碼2檔、速度編碼3檔、主接觸器吸合、故障復(fù)位。 出于性價比的考慮，選用S7-200系列CPU224可編程控制器，14點輸入，10點輸出，已能滿足要求。 電源進線空開選擇：為了防止斷路器的非正常跳閘，斷路器的容量選用變頻器額定電流的1.3倍，電磁脫扣整定值為斷路器額定值的5倍，以便在過電流或短路事故時自動切斷電源。 進線接觸器選擇：容量按變頻器額定電流選用，選170 A。 輸出電抗器選擇：選用與電機額定電流相等，電感量為0.059 mH的輸出電抗器。

4、 中間繼電器選擇：選用OMRON的微型繼電器MY4NJDC24V。 2 變頻器設(shè)置 關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置。 電機額定電壓380 V；電機額定電流71.9 A；電機額定頻率50 Hz；電機額定轉(zhuǎn)速37 kW。 直接轉(zhuǎn)矩控制DTC；識別時，應(yīng)解開負(fù)載，只帶電機進行優(yōu)化識別。 1檔的恒速值700 r/rpm；2檔的恒速值750 r/rpm；3檔的恒速值850 r/rpm；4檔的恒速值950 r/rpm。 恒定速度的選擇和取值DI3，4，5；速度1檔，速度2檔，速度3檔，速度4檔。 選擇直流勵磁功能=CNST/DC/MAIN，3；電機啟動時預(yù)勵磁時間500 ms。 加速時間0.65 s；減速時間1.2 s。

5、速度控制的比例增量31。速度控制的積分時間0.2 s。 加速時間 1.0 s。減速時間 1.4 s。 制動電阻的電阻值80 hm；定義電阻器的熱時間常數(shù)60 s；最大連續(xù)制動功率值50 kW。 直流電壓極限電壓且電機給變頻器供電時工作AS GENERATOR。 制動器翻開的延時時間0.1 s；制動器閉合的延時時間0.2 s。 定義制動器開始閉合時的速度值設(shè)定450 rpm。 電機制動器釋放點上的起動轉(zhuǎn)矩160%；停止時電機保持勵磁重起時間55 s。 3 制動參數(shù)計算 3.1 制動電壓選擇 制動單元的電壓選擇范圍從630 V到800 V都有進口變頻器的參數(shù)選擇可以適應(yīng)于不同電壓范圍，在國內(nèi)使用時

6、，必須按國內(nèi)的電網(wǎng)特點進行選擇。 制動電壓必須足夠高，不能因為電網(wǎng)電壓升高喊而使制動單元誤動作。 制動電壓應(yīng)該足夠低，盡量使變頻器工作在額定電壓附近，對設(shè)備平安運行有最大保證。 3.2 制動力矩計算 要有足夠的制動力矩才能產(chǎn)生需要的制動效果，制動力矩太小，變頻器仍然會過壓跳閘。制動力矩越大，制動能力越強，制動性能越好。但是制動力矩要求越大，設(shè)備投資也會越大。制動力矩精確計算困難，一般進行估算就能滿足工程要求。按100%制動力矩設(shè)計，可以滿足90%以上的負(fù)載。對電梯、提升機、吊車，按100%；開卷和卷起設(shè)備，120%計算。 3.3 制動電流計算 I=P=電機千瓦數(shù)。 即每千瓦電動機需要1 A制動

7、電流就可以有100%制動力矩。 3.4 制動電阻計算和選擇 制動電阻R=700/P 電阻功率Q=電動機功率P制動頻度Kc 3.5 制動單元平安極限 流過制動單元的電流值為700/R，這個電流不可以大于制動單元允許的最大電流。 綜合計算，制動電阻最終選用8 ，50 kW。 4 PLC局部程序功能 主鉤上升/正反速度1程序： LD 主鉤上升輸入：I0.0 A 正反轉(zhuǎn)速度1：I0.2 LD 主令零位：I1.0 O 上限位：I1.2 NOT LPS A M21.0；正轉(zhuǎn)上升命令觸發(fā)中間變量M21.0。 = M21.0 LPP ALD O M21.0 = M21.0 = M10.0 TOF T33， 2；T33，從上升到零位時，延時20MS時間作為下降沿用。 TON T35， 12；上升切換下降或下降切換上升時延時120MS復(fù)位對方置位信號。 主鉤上升到零位時切換延時程序： LD 主令零位：I1.0 A T33 ED TOF T37， 200；T37定時器中的時間必與變頻器說明書中42.09參數(shù)時間相對應(yīng)，時間不應(yīng)用超過45S-60S。 S M20.1， 2 5 結(jié)語 16 t行車卷揚變頻改造后，系統(tǒng)可靠性大大提高了，而且滿足了生產(chǎn)快節(jié)奏的要求。運行以來，故障率明顯降低，電機壽命得到了顯著