1引言

近年來，隨著國家建設的大力發(fā)展，啟閉機在電力建設、水利建設、運輸港口上的應用越來越廣泛。當啟閉機在起吊比較寬的閘門的時候，單吊點就不能滿足閘門啟閉要求，這時我們就要用到雙吊點結構型式的啟閉機來起吊閘門。

安川公司新推出的H1000系列變頻器采用了高性能電流矢量控制，可實現高啟動轉矩和超低速運行。本文主要介紹如何將H1000系列變頻器成功運用于雙吊點啟閉機的主從控制。

2啟閉機起升系統的機械結構和電氣系統特點

2.1機械結構特點

我單位為嘉興獨山煤炭中轉碼頭自主設計的2×1250KN臺車式啟閉機，裝設于浙能嘉興獨山煤炭中轉碼頭項目圍堤工程啟閉室內，用于排撈水閘的起吊以及在兩孔口間的移動。本啟閉機采用雙吊點結構形式（具體見圖1所示），由兩套直徑為φ850mm的卷筒分別帶動一套起重吊具（動滑輪組）。每套機構分別由一個電動機（YZP280M-855kW）通過一個硬齒面臥式減速器（H4SH15-160）帶動卷筒轉動。兩套機構之間通過聯軸器（CLZ6聯軸器）和剛性軸聯接，以保持兩吊點起升的同步性。每套機構由一個電動機（YZP280M-855kW）驅動，配置有一個制動器（YWZ5-400/80）。

圖1機械結構模型圖

2.2電氣系統特點

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)生一臺電機拖著另一臺電機工作，一臺電機處于電動狀態(tài)，一臺電機處于發(fā)電狀態(tài)的情況。為了避免這種情況，使啟閉機每個吊點的負載均勻分配，本雙吊點啟閉機的起升機采用主從控制方式。變頻器采用安川H1000CIMR-HB4A0180矢量型變頻器。其硬件線路如下圖2和圖3所示：

圖2主變頻器主回路原理圖

圖3從變頻器主回路原理圖

兩臺變頻器均采用閉環(huán)矢量控制，主變頻器作速度控制，從變頻器作轉矩控制，主變頻器的兩個模擬量FM，AM輸出端子分別輸出頻率指令和轉矩指令，頻率指令用0~10V信號，轉矩指令用-10~+10V信號。從變頻器的A1端子接受主變頻器的FM端子輸出信號作為速度限制，從變頻器的A3端子接受主變頻器的AM端子輸出信號作為轉矩指令。當開始工作的時候，主驅動負載會產生一個實際的內部轉矩指令，將此轉矩指令輸出給做轉矩控制的從變頻器，從變頻器也會輸出一個同樣大小的轉矩，這樣兩臺變頻器輸出的轉矩一樣，就不會出現負載不均衡的現象。主變頻器的頻率指令輸出給從變頻器作為速度限制，如此從變頻器的速度就被限制在和主變頻器當前相同的運行速度。

對于主變頻器的轉矩輸出，由于10V對應的是電機額定轉矩的100%，但電機啟動的時候輸出轉矩可能超過電機額定轉矩的100%，故此時無法輸出100%以上的轉矩信號，所以需要將主變頻器的轉矩指令模擬量AM端子H4-05輸出增益設定為0.5，這樣10V就可以對應電機額定轉矩的200%；對于從變頻器轉矩的輸入，出廠值10V對應電機額定轉矩的100%，故無法輸入100%電機額定轉矩以上的轉矩指令，所以需將從變頻器的A3端子H3-07的增益設定為200%，與主變頻器的H4-05端子配合。當有10V輸入的時候所對應為200%的轉矩。

由于轉矩是有方向性的，所以主變頻器的轉矩輸出端子H4-08設定為1，從變頻器的轉矩輸入指令端子H3-05設定為1，即對應的信號為-10V~+10V。

3調試步驟

在設定變頻器的參數前，先分別進行變頻器旋轉型自學習，自學習通過之后分別將相應參數下載到對應的變頻器中去即可，變頻器參數見表1。注意變頻器旋轉型自學習通過之后在進行主從調試前需將兩起升機構的同步剛性軸聯接起來。

表1變頻器參數

注意：上表1中備注一欄沒有說明的則是主、從變頻器各自都要設置的參數，備注過的則是主、從變頻器各自分別需要設置的參數。

4調試故障處理

當調試中出現主從變頻器輸出轉矩不一致時，則需要根據現場實際情況調整從變頻器H3-03(端子A1增益)值即可。其計算方法如下：

首先，啟動啟閉機起升機構，觀察主變頻器輸出頻率，然后注意從變頻器輸出頻率，如果從變頻器輸出頻率大于主變頻器輸出頻率，則用從變頻器輸出頻率減去主變頻器輸出頻率，得出的值然后除以主變頻器輸出頻率，所得數據就是從變頻器需要降下去的頻率的百分數；如果從變頻器的輸出頻率小于主變頻器的輸出頻率，則用主變頻器的輸出頻率減去從變頻器的輸出頻率，得出的值然后除以主變頻器的輸出頻率，所得數據就是從變頻器需要增加的頻率的百分數。這樣從變頻器輸入端子H3-03所需要設定的值就出來了。

經過以上調試步驟，變頻器主從控制參數就出來了。那么如何確定變頻器主從控制的參數已經調好了呢？有兩種方法。第一種方法，啟動起升機構大約1分鐘，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沒調好，如果發(fā)熱都一樣，則表示變頻器主從控制參數已經調好；第二種方法，通過查看主、從變頻器各自監(jiān)控的參數U1-09，如果主、從變頻器中的這個參數一致或相差不多，則表示變頻器主從控制參數已經調好。

5結束語

安川H1000系列變頻器在嘉興獨山煤炭中轉碼頭2×1250KN雙吊點臺車式啟閉機上的成功應用（如右圖四所示），解決了“兩臺以上電機同時驅動一個剛性負載時，會發(fā)生負載分配不均的難題，避免發(fā)生一臺電機拖著另一臺電機工作的現象。經現場測試，整個系統運行穩(wěn)定、使用方便，效果顯著，得到用戶的一致好評。

圖4嘉興獨山2×1250KN臺車