【正文】 26 頁 共 60 頁 用率 電壓波動(dòng)范圍 323 至 528V 頻率波動(dòng)范圍 177。 5% 冷卻方式 自冷 強(qiáng)制 風(fēng)冷 ② 一臺(tái)變頻器并聯(lián)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行 一臺(tái)變頻器并聯(lián)多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行，上述關(guān)于變頻器容量的選擇原理仍適用。 在電動(dòng)機(jī)總功率相等的情況下，由多臺(tái)小功率的電動(dòng)機(jī)并聯(lián)，要比由臺(tái)數(shù)少而功率大的電動(dòng)機(jī)并聯(lián)效率低。兩者的電流總值并不相等。因此可以根據(jù)各電動(dòng)機(jī)的電流總值來選擇變頻器，而不是根據(jù)功率總值來選擇變頻器。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 27 頁 共 60 頁 大車電機(jī)為 YZR160M26/ 型號(hào)，為兩臺(tái)這樣的電機(jī)， 額定轉(zhuǎn)速 940r/min，額定電流18A, 額定電壓為 380V。將其相關(guān)參數(shù)帶入以上式，其中 k 值取 ，在式 () 中 CNP ≥ () 中 CNI ≥ 由表 中所給的參數(shù) 大車電機(jī) 變頻器可以選擇型號(hào)為 FRF54030KCH。 2． 變頻器 參數(shù)設(shè)定 三菱變頻器 FRF540 系列的部分參數(shù)表 基于 PLC 的 10t 橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 60 頁 圖 三菱變頻器參數(shù)表 變頻器參數(shù)的設(shè)定主要通過控制面板來是實(shí)現(xiàn)，通過 MODE 鍵來進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換操作，用上下鍵來進(jìn)行參數(shù)大小的調(diào)節(jié)，用 SET 鍵來進(jìn)行設(shè)定。 （ 1） 操作模式選擇 () 是操作模式的選擇，設(shè)置為 2，即“外部操作模式”。 （ 2） 輸出頻率范圍 (， ) “上限頻率”設(shè)置為 60Hz。 “下限頻率”設(shè)置為 0Hz。 （ 3） MRS 輸入選擇 () “ MRS 輸入選擇”設(shè)置為 2，即“常閉輸入”。 （ 4） “加 /減速曲線”選擇 () 設(shè)置為 2，即“ S 形加 /減速 B”。 該加減速曲線 具有緩和加 /減速時(shí)的振動(dòng)的效果，防止運(yùn)輸時(shí)負(fù)荷的倒塌。 （ 5） 轉(zhuǎn)速顯示 () “速度設(shè)定轉(zhuǎn)換”設(shè)置為 6，因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)所使用的電機(jī)的極對(duì)數(shù)都是 6 極的。 （ 7）頻率到達(dá)動(dòng)作范圍 () “頻率到達(dá)動(dòng)作范圍”設(shè)置為 5，即 5% 。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 29 頁 共 60 頁 （ 8）瞬停再啟動(dòng) () “瞬停再啟動(dòng)動(dòng)作選擇”設(shè)置為 0，即斷電通電后以斷電前的頻率運(yùn)行。頻率搜索開始檢測瞬時(shí)掉電后開始頻率搜索。 （ 9） 適用電機(jī) () “適用電機(jī)”設(shè)置為 1，即恒轉(zhuǎn)矩電機(jī)。 （ 10） 電壓輸入 () “ 05V/010V 選擇”設(shè)置為 1，即 05V。 （ 11）逆轉(zhuǎn)防止選擇 () “逆轉(zhuǎn)防止選擇”設(shè)置為 0，即正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)均可。 （ 12） PID 控制 (～ ) “ PID 比例常數(shù)”設(shè)置為 9999，即無效。 “ PID 積分時(shí)間”設(shè)置為 9999，即無效。 （ 13） 輸出欠相保護(hù)選擇 () “輸出欠相保護(hù)選擇”設(shè)置為 1，即輸出欠相保護(hù)有。 （ 14） 頻率設(shè)定電壓 (～ ) “頻率設(shè)定電壓偏置”設(shè)置為 0V 對(duì)應(yīng) 0Hz。 “頻率設(shè)定電壓增益” 設(shè)置為 5V 對(duì)應(yīng) 50Hz。 （ 15） 冷卻風(fēng)扇動(dòng)作選擇 () “冷卻風(fēng)扇動(dòng)作選擇”設(shè)置為，即通電后就運(yùn)行 (獨(dú)立于變頻器是否運(yùn)行或停止 )。 其他設(shè)置都默認(rèn)出廠設(shè)置。 變頻器的配置和制動(dòng)電阻 變頻器基本配置的選擇 變頻器的基本配置有隔離開關(guān)、交流接觸器、交流電抗器、直流電抗器。 隔離開關(guān)的主要作用是將用電設(shè)備與電源隔開。本設(shè)計(jì)中大車的變頻器的額定電流為57A, 小車的變頻器的 額定電流為 ,起升機(jī)構(gòu)的為 57A。所以隔離開關(guān)選擇型號(hào)為GLCK125A 的隔離開關(guān)，該型號(hào)的隔離開關(guān)額定電流為 125A。 交流接觸器的作用 :電源一旦斷電，在變頻器內(nèi)部保護(hù)功能起作用時(shí)，通過接觸器自動(dòng)將變頻器與電源電源脫開，以免在外部端子控制狀態(tài)下重新供電時(shí)變頻器自行工作，以?；?PLC 的 10t 橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 60 頁 護(hù)設(shè)備的安全及人身安全。在本設(shè)計(jì)中交流接觸器選擇為 GTM1L225 系列的額定電流為125A。 電抗器的作用：實(shí)現(xiàn)變頻器和電源的匹配，限制因電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓所引起的 沖擊電流，保護(hù)變頻器，改善輸入電能的功率因數(shù)，減少高次 諧波的不良影響。 在選擇交流電抗器的容量時(shí)，一般按下式進(jìn)行 fIUL?2%)5~%2(? () 式中： U 為額定電壓，單位 V。 I 為額定電流，單位 A。 f 為最大頻率，單位 Hz。 L 為電感量，單位 H。 也可以依照表 交流電抗器生產(chǎn)廠家給出的交流電抗器的參數(shù)和變頻的容量和額定電流可以直接選擇。 變頻器 FRF54030KCH的容量為 ,可以選擇交流電抗器為 OCL0120VF 變頻器 KVA，可以選擇交流電抗器為 OCL0020VF 表 交流電抗器的型號(hào)及參數(shù) 電抗器 型 號(hào) 適配功率 (KW) 額定電流 (A) 絕緣等級(jí) OCL0005VF 5A F/H OCL0007VF 7A F/H OCL0010VF 10A F/H OCL0015VF 15A F/H OCL0020VF 20A F/H OCL0030VF 11 30A F/H 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁 共 60 頁 OCL0040VF 15 40A F/H OCL0050VF 50A F/H OCL0060VF 22 60A F/H OCL0080VF 30 80A F/H OCL0090VF 37 90A F/H OCL0120VF 45 120A F/H 直流電抗器的選擇也可以依照表 直流電抗器生產(chǎn)廠家給出的直流電抗器的參數(shù)和變頻的容量和額定電流可以直接選擇。 變頻器 FRF54030KCH的容量為 ,可以選擇直流電抗器為 DCL0023VF 變頻器 KVA，可以選擇直流電抗器為 DCL0095VF 表 直流電抗器的型號(hào)及參數(shù) 電抗器型號(hào) 適配 功率 (KW) 額定 電流 (A) 絕緣等級(jí) 電感量 （ mH） DCL0003VF 3A F/H 28 DCL0006VF 6A F/H 11 DCL0012VF 12A F/H DCL0023VF 23A F/H DCL0033VF 15 33A F/H 2 DCL0040VF 40A F/H DCL0050VF 22 50A F/H DCL0065VF 30 65A F/H DCL0078VF 37 78A F/H DCL0095VF 45 95A F/H 制動(dòng)電阻的選擇 制動(dòng)電阻的作用時(shí)當(dāng)電容電壓超過設(shè)定值后，經(jīng)過制動(dòng)電阻消耗回饋電能。 基于 PLC 的 10t 橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 32 頁 共 60 頁 再生電流三相全波整流后的平均值約等于其峰值，而所需附加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩中可扣除電動(dòng)機(jī)本身的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。有關(guān)資料表明：當(dāng)放電電流等于電動(dòng)機(jī)額定電流的一半時(shí)，就可以得到與電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩相等的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，因此制動(dòng)電阻的粗略算法為： eDeDB IUIUR ~2? () 式中： eI 為電動(dòng)機(jī)的額定電流； DU 為直流回路電壓。直流回路電壓可計(jì)算為 6 0 05 9 8 0 ????? VU D 變頻器 ,則制動(dòng)電阻的取值范圍為 40歐～ 80歐。 變頻器 FRF54030KCH的額定電流為 57A，則制動(dòng)電阻的取值范圍為 歐～ 歐。 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 33 頁 共 60 頁 4 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 橋式起重機(jī)控制要求的分析 橋式起重機(jī)主要有三個(gè)控制對(duì)象，即大車、小車、起升機(jī)構(gòu)。 對(duì)于大車，必須可以左右移動(dòng)。左右移動(dòng)的速度可以劃分成三個(gè)檔，即高速、中速、低速。根據(jù)起重機(jī)械安裝使用維修檢驗(yàn)手冊(cè)上的數(shù)據(jù)，起重量小于 50 噸的起重機(jī)，大車的高速速度為 80~125m/min,中速為 63~100m/min,低速為 20~50m/min。本設(shè)計(jì)中的 QD 型起重機(jī)，在工頻電源下大車的速度為 ,即高速。中速在中速檔中本設(shè)計(jì)選擇為75m/min，低速在低速檔中選擇為 35m/min。由于該三檔速度所使用的傳動(dòng)機(jī)械是不變的傳動(dòng)系數(shù)也不變，于是可得： 1312 ff ?? ， 12f =， 13f =，式中 12f 為中速檔大車變頻器的工作頻率， 13f 為大車變頻器低速檔工作的頻率。為了大車定位準(zhǔn)確，需要增加點(diǎn)動(dòng)控制功能， 點(diǎn)動(dòng)控制的為三檔速度中的低速檔。了降低對(duì)機(jī)械設(shè)備的制動(dòng)沖擊，節(jié)約電能，本設(shè)計(jì)中增加了劃行控制。所謂的滑行控制就是大車斷開電機(jī)的驅(qū)動(dòng)在軌道上自由向前滑行。 對(duì)于小車，必須可以前后移動(dòng)。前后移動(dòng)的速度也可以劃分成三個(gè)檔，即高速、中速、低速。根據(jù)起重機(jī)械安裝使用維修檢驗(yàn)手冊(cè)上的數(shù)據(jù)，起重量小于 50 噸的起重機(jī)，小車的高速速度為 40~63m/min,中速為 32~50m/min,低速為 10~25m/min。本設(shè)計(jì)中的 QD 型起重機(jī)，在工頻電源下小車的速度為 43m/min,即高速。中速在中速檔中本設(shè)計(jì)選擇為 35m/min， 低速在低速檔中選擇為 15m/min。由于該三檔速度所使用的傳動(dòng)機(jī)械是不變的傳動(dòng)系數(shù)也不變，于是可得： 15354350 2322 ff ?? ， 22f =, 23f = ，式中 22f 為中速檔變頻器的工作頻率， 23f 為變頻器低速檔工作的頻率。為了小車定位準(zhǔn)確，需要增加點(diǎn)動(dòng)控制功能，點(diǎn)動(dòng)控制的為 三檔速度中的低速檔。 對(duì)于起升機(jī)構(gòu)，必須可以上下移動(dòng)。上下移動(dòng)的速度也可以劃分成三個(gè)檔，即高速、中速、低速。根據(jù)起重機(jī)械安裝使用維修檢驗(yàn)手冊(cè)上的數(shù)據(jù)，起重量小于 50 噸的起重機(jī)，起升機(jī)構(gòu)的高速速度為 ~16m/min,中速為 5~,低速為 ~5m/min。本設(shè)計(jì)中的QD 型起重機(jī)，在工頻電源下起升機(jī)構(gòu)的速度為 ,即高速。中速在中速檔中本設(shè)計(jì)選擇為 8m/min，低速在低速檔中選擇為 3m/min。由于該三檔速度所使用的傳動(dòng)機(jī)械是不變基于 PLC 的 10t 橋式起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 60 頁 的傳動(dòng)系數(shù)也不變，于是可得： 3332 ff ?? ， 32f =30Hz， 33f =，式中 32f 為中速檔變頻器的工作頻率， 33f 為變頻器低速檔工作的頻率。為了小車定位準(zhǔn)確，需要增加點(diǎn)動(dòng)控制功能，點(diǎn)動(dòng)控制的為三檔速度中的低速檔。 變頻器的頻率設(shè)定電位器選擇阻值為 1000 歐，額定功率為 。 保護(hù)功能的分析 橋式起重機(jī)的保護(hù)措施 主要是圍繞大車小車起升機(jī)構(gòu)這三個(gè)運(yùn)行部件的工作安全而進(jìn)行的。 大車的安全措施主要有左右兩個(gè)限位的行程開關(guān)以及操作室門欄保護(hù)，當(dāng)行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電磁制動(dòng)器動(dòng)作，防止大車在軌道端點(diǎn)碰撞?？刂拼筌嚨淖冾l器具有過流保護(hù)、欠相保護(hù)、過載保護(hù)等保護(hù)功能，當(dāng)保護(hù)功能中的任何一個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變頻器就會(huì)停止輸出，同時(shí) A,B,C 發(fā)出故障信號(hào) ,將該故障信號(hào)輸入到控制電路中，使大車的電磁制動(dòng)器，防止碰撞、自由下落等事故的發(fā)生。 小車的安全措施主要有前后兩個(gè)限位的行程開關(guān)，當(dāng)行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源， 使電磁制動(dòng)器動(dòng)作，防止小車在軌道端點(diǎn)碰撞。控制小車的變頻器具有過流保護(hù)、欠相保護(hù)、過載保護(hù)等保護(hù)功能，當(dāng)保護(hù)功能中的任何一個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變頻器就會(huì)停止輸出，同時(shí) A,B,C 發(fā)出故障信號(hào) ,將該故障信號(hào)輸入到控制電路中，使小車的電磁制動(dòng)器，防止碰撞、自由下落等事故的發(fā)生。 起升機(jī)構(gòu)的安全措施主要有一個(gè)防止撞頂?shù)南尬坏男谐涕_關(guān)和一個(gè)過載保護(hù)的行程開關(guān)。當(dāng)防止撞頂行程開關(guān)動(dòng)作時(shí)，就會(huì)切斷電動(dòng)機(jī)電源，使電磁制動(dòng)器動(dòng)作，這時(shí)起升機(jī)構(gòu)只能向下運(yùn)動(dòng)，防止起升機(jī)構(gòu)碰撞橋架。控制小車的變頻器具有過流保護(hù)、欠相保護(hù)、過載保護(hù)等保護(hù) 功能，當(dāng)保護(hù)功能中的任何一個(gè)保護(hù)動(dòng)作時(shí)，變頻器就會(huì)停止輸出，同時(shí)A,B,C 發(fā)出故障信號(hào) ,將該故障信號(hào)輸入到控制電路中，使起升機(jī)構(gòu)的電磁制動(dòng)器動(dòng)作，防止自由下落等事故的發(fā)生。 變頻器的保護(hù)功能主要由以下幾個(gè)方面： (1) 瞬時(shí)過電流保護(hù)，用于逆變電流負(fù)載側(cè)短路等，流過逆變電器