【正文】 啟動的臺數(shù)—電機(jī)效率，=—電動啟動電流與電機(jī)額定電流之比值 —電流波形的修正系數(shù)， —變頻器容量，KVA —變頻器額定電流，A、電機(jī)變頻驅(qū)動選擇根據(jù)起重機(jī)電機(jī)驅(qū)動的特性和技術(shù)要求，采用帶測速反饋接口的MASTERDRIVE6SE70系列變頻器作為主、副起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動，MASTERDRI Vector 6SE440系列變頻器作為大、小行車行走機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動，6SE440系列是一種通用性高性能矢量控制型變頻器，功能強(qiáng)，價(jià)格低，完全滿足行走機(jī)構(gòu)的需求，因此我們推薦用戶選用該系列變頻器。在變頻器功率選定的基礎(chǔ)上再作電流驗(yàn)證，公式如下:＞ 式中一變頻器額定電流，A —電機(jī)額定電流，A。此時(shí)變頻器容量為 (KVA) 式中—電機(jī)的功率因數(shù)，= —起升額定負(fù)載所需功率，kw —電機(jī)效率， =0. 85 —變頻器容量，KVA —系數(shù)，K=2起升機(jī)構(gòu)變頻器容量依據(jù)負(fù)載功率計(jì)算，并考慮2倍的安全力矩?？紤]到電源電壓波動因素及需通過125%超載試驗(yàn)要求等因素，以確保其安全使用的要求。通過利用上述公式的計(jì)算，: 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號電機(jī)功率主起升機(jī)構(gòu)YZR250M1830KW副起升機(jī)構(gòu)YZR200L815KW大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)YZR160M162*5. 5KW小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)YZR160165. 5KW一，變頻器選型本系統(tǒng)選用西門子變頻器，西門子變頻器具有較合理的價(jià)格，完整的理論計(jì)算書及輔件推薦值，有利于用戶合理選用。轉(zhuǎn)動慣量較少，占額定起升轉(zhuǎn)矩的10%20%。五、電機(jī)起動轉(zhuǎn)矩及電機(jī)運(yùn)行的功率因數(shù)起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動慣量較大，為了加速電機(jī)需有較大的起動轉(zhuǎn)矩，故電機(jī)容量需由負(fù)載功率P廠及加速功率Pa兩部分組成。四、電機(jī)效率國外以4極電機(jī)作變頻電機(jī)首選極數(shù)，因此時(shí)電機(jī)有最好的功率因數(shù)和最高的工作效率，使能耗降為最低。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)在以額定速度運(yùn)行時(shí)電機(jī)通常工作在額定功率以下。在連續(xù)工作時(shí)考慮到冷卻效果限制了普通電機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)用值，普通電機(jī)僅在連續(xù)工作時(shí)的變頻驅(qū)動特性比變頻電機(jī)稍差。嚴(yán)格意義上的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量較小，響應(yīng)較快，可工作在比額定轉(zhuǎn)速高出很多的工況條件下，這些特性均非起重機(jī)的特定要求。同時(shí)由于變頻控制軟件的優(yōu)化使用，使電機(jī)可以避開共振點(diǎn)，解決了系統(tǒng)在大調(diào)速區(qū)間內(nèi)可能發(fā)生的共振問題。主要反映在功率因數(shù)、效率、輸出力矩、電機(jī)溫升、噪音及振動等方面。一次循環(huán)過程可歸納為公共處理、程序執(zhí)行、掃描周期計(jì)算處理、I/0刷新和外設(shè)端口服務(wù)五個(gè)工作階段，一次循環(huán)所用的時(shí)間稱為一個(gè)工作周期(或掃描周期)，其長短與用戶程序的長短以及PLC機(jī)本身性能有關(guān)，其數(shù)據(jù)級ms級，典型值為幾十ms。Siemens S7200 PLC的工作原理： 各種PLC具體工作原理大同小異都采用掃描工作方式。其內(nèi)部集成了D/A轉(zhuǎn)換器、放大器等多種功能的電路，可用于復(fù)雜的控制場合。 當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，就需要EM277 PROFIBUSDP模塊，在這里主要介紹模擬量輸出模塊EM232。輸出擴(kuò)展模塊EM222有三種:8點(diǎn)DC晶體管輸出，8點(diǎn)AC輸出、8點(diǎn)繼電器輸出。 當(dāng)CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí)，就要進(jìn)行I/0擴(kuò)展，I/O擴(kuò)展包括I/0點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。CPU222它有8輸入/6輸出，I/0共計(jì)14點(diǎn)。從CPU模塊的功能來看，CPU模塊為CPU222。 (2) Siemens S7200主要功能模塊介紹 1. CPU模塊S7200的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字I/0點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中?？梢愿鶕?jù)對象的不同，選用不同的型號和不同數(shù)量的模塊。CPU存儲器通信模塊 主機(jī)編程器或編程軟件 可編程控制器基本結(jié)構(gòu)示意圖 Siemens S7200結(jié)構(gòu)及工作原理 (1)S7200系列PLC介紹 S7200系列PLC功能強(qiáng)、速度快、具有模塊化、具有極高的可靠性、極豐富的指令集、實(shí)時(shí)特性、良好的通信能力等。外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為PLC的輸入變量，他們經(jīng)PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算處理后送到輸出端子，作為PLC的輸出變量，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行各種控制。其采用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU,存儲器、輸入、輸出接口及模塊、通訊接口及模塊、編程器和電源六個(gè)部分?？刂品绞竭x用無PG v/f的變頻控制方式。變頻器的選擇，一般以電動機(jī)的額定功率作為選擇的依據(jù)。運(yùn)行機(jī)構(gòu)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)中兩臺電機(jī)用一個(gè)變頻器?？刂品绞竭x用帶PG的矢量控制方式。主起升和副起升兩臺電機(jī)各使用一個(gè)變頻器。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖下面分別對各主要機(jī)構(gòu)調(diào)速控制進(jìn)行說明。1/PLM/1+T2PiT1 i1θ/θ/1 + θ1ω3 θ3+ θIM1來自位置脈沖檢測第三章 橋式起重機(jī)變頻控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)由PLC控制，四大機(jī)構(gòu)調(diào)速均采用變頻調(diào)速。由式()矩陣的第三行得0== ()上式括號部分：=P ()所以有0=+ P= P/ ()將式()代入式()的方程中，可解得、即== ()== ()式中，為轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)。通過這種設(shè)定，就得到轉(zhuǎn)子磁通定向的異步電動機(jī)電壓方程式（），也就是矢量控制所依據(jù)的異步電動機(jī)數(shù)學(xué)模型。由于轉(zhuǎn)子繞組是短路的，所以“、均為零。兩種電機(jī)的參數(shù)有如下對應(yīng)關(guān)系:== ==== == ==其中, 為定子繞組電阻和電感: r2/、L2/為轉(zhuǎn)子繞組電阻和電感的折和值。qq為交軸繞組。為交軸繞組。在上述假設(shè)下，通過坐標(biāo)變換的方法，就可以建立交流電動機(jī)的電路數(shù)學(xué)模型。忽略鐵芯損耗。因此常作以下假設(shè):忽略空間諧波。例如由和幾求出和就屬于K/P變換。= （）= （）式中為軸的夾角，= （）同步旋轉(zhuǎn)變換符號為：VR 注意:對于異步電動機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系中的分量、是隨時(shí)間變化的交流量，而經(jīng)過同步旋轉(zhuǎn)變化到MT坐標(biāo)系后得到的分量和則是直流量。(VR變換)兩相的～靜止直角坐標(biāo)系和同步旋轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)系軸系之間的變換屬于同步旋轉(zhuǎn)變換，～是一個(gè)靜止的直角坐標(biāo)系，而MT則是一βTI1Mwα個(gè)同步角速度ω旋轉(zhuǎn)的直角坐標(biāo)系。= （）對于三相星型不帶零線的接法，有=~ 則上面兩式簡化為。為了保證三相電動機(jī)變換成兩相電動機(jī)后所產(chǎn)生的磁勢不變，需要考慮這兩種坐標(biāo)變換的折算因子2/3，,BAC以電流的變換為何可以得出如式()的變換矩陣表達(dá)式。坐標(biāo)變換電路通常有三類:即三相/兩相變換，直角坐標(biāo)/極坐標(biāo)變換和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)/靜止兩相左標(biāo)變換。β TCω1 F ω1 F ω1 F A α MB(a)三相交流繞組 (b)兩相交流繞組 (c)旋轉(zhuǎn)的直流繞組通過控制iM 、 iT大小也就是電流矢量i的幅值和去向去等效的控制三相電流、瞬時(shí)值，從而調(diào)節(jié)電動機(jī)的磁場與轉(zhuǎn)矩達(dá)到調(diào)速的目的。由這樣繞組組成的電動機(jī)其控制原理與直流電動機(jī)控制原理相同。若有兩個(gè)互相垂直的M繞組和T繞組與旋轉(zhuǎn)磁場同步旋轉(zhuǎn)，繞組中分別通以直流電流iM和iT，產(chǎn)生的磁動勢可以與三相合成磁動勢等效且炳個(gè)磁動勢有相同的幅值、轉(zhuǎn)速和方向?！噶靠刂品绞绞噶靠刂频幕舅枷胧?將異步電動機(jī)的物理模型等效變換成類似直流電動機(jī)的模型，再仿照直流電動機(jī)去控制它，等效的原則是在不同坐標(biāo)中產(chǎn)生的磁動勢相同。用生成的SPWM波控制逆變器開關(guān)器件的通斷，可得到等幅且脈沖寬度按正弦規(guī)律變化的矩形脈沖列輸出電壓。通常采用等腰三角波作為載波，因?yàn)榈妊遣ㄉ舷聦挾扰c高度線性關(guān)系，且左右對稱，當(dāng)它與正弦波調(diào)制信號相交時(shí)，如在交點(diǎn)時(shí)刻控制電路中開關(guān)器件的通斷，就可以得到寬度正比于正弦波幅值的脈沖，這正好符合SPWM控制的要求。SPWM(Sinusoidal PWM)則是較為常用的技術(shù)。控制電路的主要作用是完成對逆變器開關(guān)控制、對整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能。包括主控制電路、信號檢測電路、門極驅(qū)動電路、外部接口電路以及保護(hù)電路等幾個(gè)部分，是變頻器的核心部分。它的主要作用是在控制電路的控制下，將平滑電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。整流電路按其控制方式，可以是