台达变频器在桥式起重机上的应用





摘要：本文主要介绍桥式起重机的负载特性，以及台达VE系列变频器运用在桥式起重机上的技术。

关键词：桥式起重机 变频器 台达变频器

1 引言

桥式起重机是桥架在高架轨道上运行的一种桥架型起重机，俗称天车，广泛地应用在室内外仓库、厂房、码头和露天贮料场等处。普通桥式起重机一般由起重小车、桥架运行机构、桥架金属结构组成。起重小车又由起升机构、小车运行机构和小车架三部分组成，参见图1。

起重机电动运行机构的驱动方式可分为两大类：一类为集中驱动，即用一台电动机带动长传动轴驱动两边的主动车轮；另一类为独立驱动，即两边的主动车轮各用一台电动机驱动。中小型桥式起重机较多采用制动器、减速器和电动机组合成一体的“三合一”驱动方式，大起重量的普通桥式起重机为便于安装和调整，驱动装置常采用万向联轴器。

电动运行机构由三个基本独立的拖动系统组成。①大车拖动系统：拖动整台起重机顺着车间做“横向”运动（以操作者的坐向为准）。②小车拖动系统：拖动吊钩及重物顺着桥架做“纵向”运动。③吊钩拖动系统：拖动重物作吊起或放下的上下运动。

相对于提升机构控制，桥式起重机在大车拖动以及小车拖动方面对于变频器的控制要求比较低，所以本文重点介绍台达VE系列变频器在提升机构控制上的应用。提升机构的运转具有大惯性，四象限运行的特点，与其他传动机械相比，对变频器有着更为苛刻的安全和性能上的要求。台达VE系列变频器是专为起重机类负载而设计的变频器，具有如下特点：①具有全程矢量控制。在1HZ的低频下，即使无速度反馈环节，也能提供150%额定转矩的启动力矩。②四象限运行。可配置制动单元，实现四象限运行，而且动态响应好。③恒转矩特性。在全速范围内，具有恒转矩特性。



2 VE变频器在提升机构上的应用设计

为了确保设计条件，项目对于台达VE系列变频器起重机工程适用性进行实际测试。测试地点为株洲某专业生产起重设备的工厂。测试配置：电机型号为YZR200L-8（绕线电机），功率15Kw，额定数入电压380V，额定输入电流34.6A，电机极数8极，额定频率为50HZ，额定转速为712rpm，无编码器。抱闸采取电磁阀方式，使用3相380V电源控制。考虑到以后超负荷运行的可能，以及长期运行的稳定性，选用台达VFD220V43A-2变频器做测试。

2.1主电路设计

由于台达变频器功率大于11KW型号等级无内置刹车单元，所以选配外置推荐刹车单元VFDB4030一台。刹车电阻说明书上标配型号为4800W/27.2欧姆，考虑到刹车性能以及天气炎热时电阻的散热性能，刹车电阻规格的选择原则有两个方面的依据：等效电阻值保持在推荐***小电阻值，功率选择为推荐功率的2倍左右。由于手头上有BR1K5W040(1500W/40欧姆)规格现货，所以选择12根BR1K5W040规格的电阻，通过串并联连接，其等效电阻为30欧姆，等效功率为18KW。实际连接示意图如图2所示。





2.2变频器SVC控制方式

无速度传感器矢量控制（也称为SVC控制方式，sensorless VC）可以获得接近闭环控制的性能，同时省去了速度传感器，具有较低的维护成本。与传统V/Hz控制比较，无速度传感器矢量控制可以获得改进的低速运行特性，变负载下的速度调节能力亦得到改善，同时还可获得高的起动转矩，这在高摩擦与惯性负载的起动中有明显的优势。正是由于这些驱动特性，该控制技术已逐渐成为通用恒转矩驱动应用的选择。

台达VE系列变频器提供SVC控制方式，能够很好的满足起重设备上启动时需要满负载（甚至