1 引言

行車是大型制造業制造車間中重要的起重設備，尤其在機械制造業中有著廣泛的應用。行車控制中對運動平穩、安全可靠要求很高。本文主要介紹了海浦蒙特HD30系列變頻器在20噸行車上的應用，以及在節能降耗上的成功解決方案。

2 行車結構特點及技術關鍵

行車主要功能為水平面的運動和垂直方向的提升。行車主要包含提升機構、大車和小車三大部分。提升機構包含提升電機、減速箱、絞盤和滑輪組，整個提升機構安裝在小車上，通過小車實現提升在橫梁方向運動。而大車是實現整個行車在車間導軌上運動，由于行車橫梁跨度大，通常大車由兩個電機驅動。

在整個行車傳動機構中，提升機構是最關鍵部分。由于行車通常自己配備制動剎車，所以在整個控制中最核心的是實現變頻器轉矩輸出與剎車離合的時序控制。抱閘和開閘的時間與變頻器輸出轉矩配合是保證行車安全運行的關鍵。以往通過轉子串接電阻實現調速，而串電阻調速屬于有級調速，在起動和剎車時沖擊電流和機械沖擊大，在時序控制不好的情況下容易產生溜鉤現象。

采用海浦蒙特HD30系列變頻器將極大的改善了行車的運行性能。

在控制靈活性方面：

變頻器運行頻率命令由模擬量給定，大車和小車由V/f控制即可滿足行走控制要求。運行平穩，高速運動時無抖動。提升部分采用無PG矢量控制，在無編碼器情況下就能實現優秀的提升性能。

在提升安全方面：

通過PLC協調控制，實現制動剎車與變頻器起停的無縫結合。在變頻器開啟運行到1Hz時PLC控制剎車開閘，此時的變頻器已具備150%的轉矩輸出從而能平穩的將負載提起。在停車過程中，變頻器輸出小于1Hz時PLC給定抱閘信號。此時的負載運行速度接近停止，從而能將機械沖擊減小到最小。

在節能降耗方面：

眾所周知變頻器在控制電機變速的過程中具有優秀的節能效果。而行車又是一個工作在不斷調速狀態下的系統，因此采用變頻器控制電機就能完成很好的節能目標。

其次，在垂直提升方向我們使用能量回饋單元代替了制動單元。在提升負載時，電機是一個耗能單元；但在下降負載時，電機由于負載的重力牽引而變成了發電機。此時變頻器內部母線電壓升高，電流經過電纜傳輸到能量回饋單元?；仞亞卧鶕妷褐蹬袛嗍欠耖_啟能量回饋。能量回饋單元是通過檢測變頻器母線電壓來保護變頻器同時將本來在制動電阻上消耗的電能逆變為交流電實現節能。

提升方向的“變頻器+能量回饋單元”實現了行業中技術先進的四象限變頻技術。對于行車提升現場有很好的推廣意義。在現場調試中提升15噸負載從1.5米高度向下釋放時平均的能量回饋在30A左右。

3 應用解決方案

3.1 系統配置

現場共四臺交流電機，分別為兩臺5.5kW大車驅動電機、一臺4kW小車驅動電機以及一臺22kW提升電機。電機及變頻器配套關系如表1所示。

表1 電機與變頻器配套關系

系統控制如圖1所示。

3.2 控制信號配線

大車驅動變頻器、小車驅動變頻器配線圖如圖2所示，參數設置見表2。

提升變頻器（含HDRU）配線圖如圖3所示，參數設置見表3。

3.3 參數設置

表2 大車、小車驅動變頻器參數設置

表3 提升驅動變頻器參數設置

3.4 調試步驟

大車驅動變頻器調試

大車是一臺變頻器帶兩臺電機，調試時需先設置好最高運行頻率、加減速時間以及頻率給定通道，然后單臺進行點動實驗分別確認兩臺電機的正確接線順序。這樣才能避免兩臺電機方向相反而出現故障。

小車驅動變頻器調試

小車調試主要對電機最高運行頻率、加減速時間以及頻率給定通道進行設置，試機時還要注意控制桿指示方向與電機運行方向是否吻合，否則需要對變頻器運行方向進行設置。

提升驅動變頻器調試

提升驅動變頻器采用的是矢量控制，因此需要先按照電機銘牌參數設置好變頻器中電機參數信息。然后需要進行空轉自學習，這樣能達到優越的矢量控制?，F場調試表明，空轉自學習要效果要明顯優于靜止自學習效果。

3.5 實際效果

整個方案接線精簡，控制簡易。試機操作提升15噸鋼件時，提升力矩充足，尤其在高速運行時性能平穩；在水平方向的移動平滑，運動中加減速性能優異。整個調試過程無過流、過壓等故障出現，機器性能得到客戶及行車設備商的充分認可。特別是在能量回饋單元的引入，得到了客戶的極好贊賞。

4 結束語

采用矢量控制變頻器實現行車的提升控制，在控制靈活性和安全性方面要遠遠優越于傳統的有級調速方案。在提上方向上配備HDRU能量回饋單元實現四象限變頻控制能更好的實現節能目標。

參考文獻：

1．深圳市海浦蒙特科技有限公司 HD30系列矢量控制變頻器用戶手冊（V1.1）

2．深圳市海浦蒙特科技有限公司 HDRU系列能量回饋單元用戶手冊（V1.0）