伟肯变频器在塔吊机上的应用

本文分析了塔吊的工作原理和回转控制技术要求，提出了直接采用多台变频器控制多台电机，实现同步控制方案。VACON变频器具有可编程功能，编程工具Vacon NC1131-3 Engineering是一个符合IEC1131-3标准的图形化的编程工具，它可以用来设计Vacon NX特殊的控制逻辑和参数。它包含了基本功能模块和功能模块，如各种滤波器，PI控制器和积分器。NC1131-3可以创建参数，故障信息和其他与应用相关的特性。塔吊回转控制中采用主从同步控制算法，主从变频器间用光纤通讯。实际应用证明用此方案实现的塔吊回转控制具有噪音小、、节能、同步性能好等优点，具有很好的市场推广价值。  
    关键词: VACON变频器；塔吊；主从同步控制; 

引言 
　　现在，我国的建筑用塔式起重机已越来越普遍，从普通的多层建筑、房地产工程、高层建筑到大型的铁路工程、桥梁工程、电力工程、水利工程，到处都有塔机的应用。计算机辅助设计、微电子技术、程控语言控制技术都在塔机上得到了应用。其中启升机构、回转机构、小车变幅机构的控制发展趋势是采用变频器控制。回转机构的特点是具有较大的惯性冲击，启动过快冲击大，停车和打反转都不允许过快过急，否则不仅运转不平稳，还会损坏机构。更好的解决办法是采用回转减速机，同时采用变频调速使起制动zui平稳。并且采用变频器控制以后使系统控制更为简单，控制系统具有多重保护，使系统更加安全可靠。 
     
2 塔吊回转机构工作原理小齿轮 
　　塔吊是靠起重臂回转来保证其工作覆盖面的，回转运动的产生是通过上、下回转支座分别装在回转支承的内外圈上，并由回转机构驱动小齿轮，小齿轮与回转支承的大齿圈啮合，带动回转上支座相对于下支座运动。大齿圈需要两至四个小齿轮驱动，小齿轮均匀放在大齿圈四周，如图1。 
    塔机回转惯性很大，回转起、制动时往往会有惯性冲击。为保证回转平稳，回转机构工作特性要软，回转加减速度一定要小，要求驱动小齿轮的电动机之间保持同步。 
     
3 回转同步控制原理 
　　为实现驱动小齿轮的电动机之间保持同步，采用具有同步控制应用宏的VACON变频器。作为低压变频器领域的主要之一的芬兰瓦萨控制系统有限公司, 是世界上*的一家变频器专业制造商。其研发的VACON变频器具有可编程功能，有于起重机的起升应用宏和回转主从同步控制应用宏，具有优良的控制性能。 
　　VACON变频器主从同步控制应用宏是为采用NXP系列变频器且电机轴之间由齿轮、链条、皮带等连接的应用系统而设计的。 
     
　　外部控制信号只提供给主NXP变频器，主变频器经过系统总线控制从变频器。主变频器采用典型的速度控制状态，其它的从变频器是转矩或速度参考。 
     
　　从变频器转矩参考控制用于当主变频器与从变频器轴之间为刚性连接时，如齿轮、链条连接。以便驱动之间没有速度差别。从变频器速度参考控制用于当主变频器与从变频器轴之间柔性连接时，以便驱动之间略为有速度差别。 
     
　　主从变频器通过扩展卡NXOPTD2连接，扩展卡之间同过光缆实现通讯。变频器在这种连接方式下，zui左边的为主变频器，其他的为从变频器。在主变频器上的扩展板NXOPD2是默认的跳线选择，如X6:1-2 , X5: 1-2. 在从变频器上的扩展板NXOPD2是必须改成如下的跳线选择，如X6:1-2 , X5: 2-3。每台变频器驱动各自电机，通过主从控制功能实现同步控制。