摘要：介紹了雙吊點門式起重機起升機構的機械結構和電氣系統(tǒng)的特點，從硬件上闡述了ABBACS880系列變頻器在雙吊點門式起重機上實現(xiàn)主從控制的方法，并給出了ACS880系列變頻器的主從控制硬件電路圖，列出了大致的調(diào)試步驟與主從控制的主機從機主要調(diào)試參數(shù)，并針對主從控制控制技術調(diào)試過程中出現(xiàn)的主要現(xiàn)象給出了具體的解決辦法。

關鍵詞：雙吊點；門式起重機；ACS880；變頻器；主從控制

1引言

門式起重機是橋式起重機的一種變形，又叫龍門吊，主要用于室外的貨場、料場貨、散貨的裝卸作業(yè)。門式起重機具有場地利用率高、作業(yè)范圍大、適應面廣、通用性強等特點，在港口、貨場、水電站等領域得到廣泛使用。水電站門式起重機主要用來吊運和啟閉閘門,也可做其它的零星起吊工作。在進水口壩段用它起吊工作閘門、檢修閘門和攔污柵;在溢流壩段用它起吊溢洪道的工作閘門和檢修閘門;在壩后尾水管處用它起吊尾水閘門。當門機在起吊比較寬的閘門的時候，單吊點無法滿足閘門啟閉要求，這時我們就要用到雙吊點結構型式的門機來起吊閘門。

我單位為老撾南歐江二期工程中的一級水電站自主研發(fā)設計制造的2×500kN、2×1600kN雙吊點門機主要用于表孔檢修閘門、底孔事故檢修閘門和進水口檢修閘門的啟閉以及進口攔污柵、表孔弧門、進水口閘門的安裝及維護時的吊裝。

ACS880是ABB全能型傳動產(chǎn)品中比較全面的產(chǎn)品，適用于各種工業(yè)過程，它們幾乎能控制所有交流電機，提供豐富的輸入/輸出接口，支持主流的現(xiàn)場總線通訊協(xié)議，傳動涵蓋了寬泛的電壓和功率范圍基于直接轉矩控制（DTC）技術的控制功能既適用于基本應用，也適用于要求苛刻的應用。而且，通過認證的集成安全功能可以保證設備操作人員的人身安全。新一代的傳動擁有能源優(yōu)化功能，它有助于減少能耗。內(nèi)置的能效計算器可幫助分析和優(yōu)化工業(yè)過程。多臺傳動可使菊花鏈方式連接在一起，用于實現(xiàn)傳動之間的D2D通訊。ABBACS880系列變頻器外形如圖1所示。本文主要介紹ABBACS880系列變頻器在雙吊點門式起重機起升機構上的主從控制應用。圖1ACS880系列變頻器圖

2雙吊點門式起重機的特點

2.1起升機構機械結構特點

本工程中的門式起重機起升機構均為為雙吊點結構形式，起升機構均由兩套焊接卷筒帶動起重吊具，每套卷筒由一套硬齒面減速器帶動，通過卷筒聯(lián)軸器與卷筒直聯(lián)，每臺減速機由一臺變頻電動機單獨驅動，閉式傳動，兩個減速器低速軸端通過同步軸剛性連接。

2.2起升機構電氣系統(tǒng)特點

基于起升機構的機械結構特點，起升機構電氣控制系統(tǒng)中采用“一拖一”控制方案，即兩套起升機構由一臺相同變頻器單獨控制，由于兩臺起升電機通過同步軸作為剛性連接，即兩臺起升電機速度保持同步。由于異步電機滑差的特性決定了在兩臺以上電機同時驅動一個剛性負載時，會發(fā)生負載分配不均的現(xiàn)象，嚴重的情況下甚至可能在輕負載狀態(tài)下發(fā)生一臺電動機拖著另一臺電動機工作，一臺電動機處于電動狀態(tài)，一臺電動機處于發(fā)電狀態(tài)的情況。在這種情況下，兩個電機速度同步已經(jīng)由機械保證，如果采用兩個變頻器分別驅動兩臺電動機，則要求兩臺電機力矩一致，即要求變頻器能提供力矩均衡控制。為了避免這種情況，使起升機構每個吊點的力矩均勻分配，本雙吊點的起升機構采用主從控制方式。變頻器采用ABBACS880系列直接轉矩（DTC）技術控制技術的變頻器，其硬件線路如下圖2所示：

圖2變頻器硬件線路圖

3主從控制的實現(xiàn)方法以及調(diào)試步驟

起升機構中的兩臺起升電機經(jīng)過減速機通過同步軸連接，二者速度相同，且每一個電機都由一個變頻器來控制，在工業(yè)運用中，對于同軸銜接需求同步運轉的場合，主從控制是一種最好的挑選計劃，不僅可以確保多個同軸電機的同步運轉，并且可較好地完成負載的均勻分配。由于選用的變頻器為ABBACS880系列變頻器，故采用ACS880系列變頻器的D2D功能來實現(xiàn)。用屏蔽雙絞線將主機的XD2D端口連到從機的XD2D端口上，兩臺變頻器均采用閉環(huán)控制，通過變頻器的主從控制技術實現(xiàn)兩個電動機的轉矩均衡。

主變頻器／電動機工作在速度控制模式，從變頻器／電動機工作在轉矩控制模式，主、從變頻器均采用閉環(huán)控制。主變頻器的速度通過變頻器的I/O端子給定。在主從操控運用中，外部信號（包含起動、中止、給定信號等）只與主機變頻器相連，主機經(jīng)過XD2D端口將從機操控字和轉速給定值、轉矩給定值廣播給從機，完成對從機的操控。因為從機選用轉矩操控，其轉速由主機速度和機械耦合度共同決議。當機械耦合嚴密時，從機速度堅持與主機同步；當因為機械因素致使耦合度變差時，從機實踐負載轉矩削減，來自主機的給定轉矩大于從機的實踐負載轉矩，然后致使從機轉速的敏捷添加，直到到達其轉速的限幅值。

當需要做主從通訊的時候主機從機控制地必需在EXT2，主機會與自己的從機做實際的通訊，交互數(shù)據(jù)。如果在D2D通訊鏈路中，有ACS880的控制地不在EXT2上，則主從通訊無法實現(xiàn)，不在EXT2的ACS880會報出從機不在EXT2的故障或者報警。如果所有的ACS880都不在EXT2，則所有的變頻器都處于獨立模式下，每一臺變頻器都需要單獨給出控制命令。只要使用了D2D主從，即使所有變頻器不在EXT2上，每一臺都單獨控制，D2D的物理通訊也必須是良好的，否則會報出故障。

4主從調(diào)試主要參數(shù)

在設定變頻器的參數(shù)前，先分別進行電機優(yōu)化，優(yōu)化通過之后分別將相應參數(shù)下載到對應的變頻器中去即可，這里列出變頻器主要的主從控制參數(shù)，見表1。

表1：起升變頻器主從控制主要調(diào)試參數(shù)

5調(diào)試故障處理

5.1調(diào)試故障現(xiàn)象

變頻器參數(shù)設置好后起升機構通電以穩(wěn)定的低速和高速空載連續(xù)運行，觀察兩臺起升電機各自變頻器輸出的電機轉矩、速度以及電流，相差不大。如果起升機構從零速直接拉到最高速時或者直接從最高速急劇停止則表現(xiàn)出兩個電機發(fā)出“嗚嗚”的聲音，且轉矩、電流相差較大，速度持續(xù)加速到設置值或停止時，變頻器直接報過載過流等故障。

5.2故障現(xiàn)象解決辦法

當出現(xiàn)以上故障現(xiàn)象后，嚴格按照上面表格重新檢查、設置兩個起升變頻器的參數(shù)。那么如何確定變頻器主從控制已經(jīng)調(diào)好了呢？有兩種方法，分別為聽電機加速聲音、手感電阻器溫度與檢查變頻器相關參數(shù)。第一種方法，快速或者慢速啟動起升機構至電機額定轉速，手分別靠近主、從變頻器制動電阻器，如果主變頻器、從變頻器制動電阻器發(fā)熱不一致，則變頻器主從控制參數(shù)沒調(diào)好，如果發(fā)熱都一樣，則表示變頻器主從控制參數(shù)已經(jīng)調(diào)好，或者緊急加速至電機額定速度以及停止，兩臺電機加速聲音正常，沒有尖銳的刺耳聲，變頻器不報故障；第二種方法，通過查看主、從變頻器各自監(jiān)控的電機轉矩、電機電流、電機電壓等參數(shù)，如果主、從變頻器中的這幾個參數(shù)一致或相差不多，則表示變頻器主從控制參數(shù)已經(jīng)調(diào)好。

6結束語

經(jīng)過精心的設計、工廠的測試、調(diào)試，ABBACS880系列變頻器主從控制技術成功地運用在老撾南歐江二期工程一級水電站系列門式起重機上，門機起升機構廠內(nèi)裝配調(diào)試如圖3所示。經(jīng)業(yè)主檢測與驗收，主從控制技術通訊速率高，抗干擾效果明顯，響應速度快、調(diào)試簡單、實用、運行穩(wěn)定、安全可靠，值得推廣，受到業(yè)主的一致好評。

圖3南歐江2×500kN門機起升機構