ABB-变频器在起重机上的应用

ABB变频器DTC控制在桥式起重机上的运用摘要随着生产工艺对物品吊运作业的要求越来越高，在冷轧车间配备的桥式起重机上，其传动控制已普遍采用PLC+变频器的组合，卷扬控制采用DTC 控制。

本文介绍了使用DTC控制的ABB变频器在桥式起重机上的应用，并介绍了其控制、接线、参数及调试的特点。

关键词起重机;直接转矩控制;调试概述在冷轧薄板生产车间，由于产品对吊运过程的磕碰十分敏感，而且机组上、下钢卷对吊运定位准确要求非常严格。

这就要求吊运钢卷的桥式起重机的控制系统必须具备速度与转矩控制精确、动态响应快的特点。

在选用桥式起重机的控制系统时，综合考虑了现在先进且成熟的控制系统：PWM矢量控制系统及DTC 系统。

经对比分析，最终选定具有DTC控制功能的ABB公司的ACS800系列变频器，并使用其最新控制软件的ACC800提升机应用程序（+N652），以适应冷轧产品吊运的要求。

ACS系列变频器在额定负载下可长期稳定运行的最小速度和最大速度之为1:10。

该变频器设有专用的抱闸编程控制功能，可以通过编程对制动逻辑进行设置，以保证抱闸的可靠动作。

控制特点DTC的控制特点：直接控制电机的转矩和磁通，不需要使用PWM控制中的调制器来控制频率和电压。

剔除了中间环节，提升了传动改变转矩的响应速度。

使用DTC控制，转矩响应时间在1ms～2ms，而带编码器的矢量控制和直流传动响应时间在10～20ms。

低速下的精确转矩控制。

在没有编码器或测速机的情况下，可实现零速满转矩，即在频率低于0.5Hz的情况下提供100%的转矩。

DTC控制的电机静态速度精度高。

DTC系统的静态速度精度在0.1%～0.3%之间，而其它使用频率控制的PWM系统的静态速度精度在1%～3%之间。

DTC 控制的传动如果使用1024p/r的编码器，速度精度可达0.01%。

DTC的开环动态速度精度在0.3%s～0.4%s之间，比其它的开环控制的交流系统（精度在3%s左右）高8倍。

1、设计思路和方案选择1.1设计思路起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用线绕式异步电动机及鼠笼式异步电机。

尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。

近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动制动控制特性，在各种行业得到了广泛的应用。

在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。

鼠笼式异步电动机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高适合在较恶劣环境下工作。

由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机起动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。

起升，行走定位也较准确，提高了生产效率。

1.2方案选择1根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此强烈推荐用户选用该系列变频器。

起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1~4挡，加减速时间为3~6秒，小车采用一台电机，而大车行走机构采用2~4台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。

起重机整个电气系统由S7—200系列PLC 进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。

2、硬件电路设计2.1系统连接图2大车行走驱动电路连接图3小车行走驱动电路连接图42.2系统原理图53、参数设置及I/O地址分配3.1变频器主要参数及设置首先将所有电机铭牌数据输入P0304—P0311，大车变频器应输入6几个电机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电机时应运行于线性频率/电压特性，档速度变化采用固定频率设定，1挡==15Hz,2档==30Hz，3档==40Hz,4档==50Hz,根据档位的不同输出频率是各个固定频率的迭加，同时利用变频器的制动器接通，断开功能由RL2输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在停止时不会由于外力而随意移动。

变频器在起重机系统中的运用随着近年来经济的快速发展和工业技术的不断提升，起重机在工业领域中的应用越来越广泛。

为了满足工业对起重机的不断需求，起重机控制技术也在不断进步。

其中，变频器在起重机系统中的运用越来越广泛，成为提高起重机性能和工作效率的重要控制技术之一。

一、变频器的基本原理与分类变频器通过改变电机的转速和电压大小来调节其输出功率，其基本工作原理是将交流电转换成直流电，再通过逆变器将直流电转换成可变的交流电，控制电机不同的电压、频率和相数来实现调速和控制。

变频器可以广泛应用于各种类型的电机，如三相异步机、双馈风力发电机、永磁同步机等，其流行原因在于：通过改变电机转速的同时，降低了电机的功率损耗，提高了工作效率，同时使得系统更稳定、更智能化。

根据电机的类型不同，变频器也有不同的分类。

一般来说，它可以被划分为以下几种类型：1. 低压变频器低压变频器指的是输出电压低于1000V的变频器，广泛应用于各种工业领域，如工厂生产线、机床、空调、水泵等领域。

2. 中压变频器中压变频器指的是输出电压在1000V~10000V之间的变频器，主要应用于大型机械设备，如铸造机、起重机、重型机床等。

3. 高压变频器高压变频器输出电压高于10kV，主要应用于大型电机和轻轨、地铁等领域。

二、变频器在起重机控制系统中的应用变频器在起重机控制系统中的应用非常广泛。

其主要功用有：1. 调速：变频器根据传感器或用户工作的要求，通过控制电机的转速、输出频率和电压等参数，从而实现起重机的调速功能，具有同步运行、提高效率、减少噪音和节约能源等优势。

2. 过载保护：起重机在工作过程中容易出现负载波动和故障，变频器监控系统可以利用先进的保护元件有效地保护电机、变频器和起重机，使其在工作过程中更加稳定、可靠。

3. 能量回收：变频器能够利用电机的转动惯量和动能，在起重机制动、减速时将能量回收，从而提高起重机系统的能效，降低能源消耗。

4. 控制精度：变频器可以根据需要通过PWM等先进的控制技术，实现对电机的精确控制，使得起重机的运动更加准确、平稳，从而提高起重机的使用效率和精度。

ABB变频调速装置在桥式起重机上的应用李力强（山西电建三公司山西太原 030000）摘要：主要介绍了ABB变频调速装置先进的调速性能，并以新疆哈密大南湖电厂QQ75/20桥式起重机为例进行了应用分析。

关键词：ABB变频器、技术分析ABB Variable frequency speed control device application analysis to bridge crane Liliqiang(Shanxi NO.3 Electric power construction company taiyuanshanxi 030000) [Abstract]：This paper mainly introduces the ABB variable frequency speed regulating device of advanced speed performance, Taking Xinjiang Hami dananhu power plant QQ75 / 20 bridge crane exemple undertook applied analysis.[Key Words]：ABB converter 、 technical analysis0引言随着交流变频调速技术的成熟，交流变频调速成套装置成本逐步降低，成为了目前工业上常用的、重要的交流传动调速设备，其调速范围宽，可以满足有精确控制定位要求的作业。

ABB变频调速装置采用目前最先进的交流异步电机的控制方式，即直接转矩控制DTC方式，该控制方式在低速运行、电网供电不良时仍然能保持较高的控制精度。

本文以新疆哈密大南湖电厂汽机房的QQ75/20桥式起重机为例介绍ABB变频调速装置的应用。

1 QQ75/20桥式起重机设备配置哈密大南湖电厂汽机房内QQ75/20桥式起重机主要由主起升机构、副起升机构、大车运行机构、小车运行机构组成。

变频器在起重机械中的应用和挑战在现代工业领域，起重机械被广泛应用于各种场合，如港口、建筑工地和物流中心等。

起重机械的运行受到电力控制系统的影响，而变频器作为现代电力控制技术的重要组成部分，其应用在提升起重机械的性能和效率方面起着重要作用。

本文将探讨变频器在起重机械中的应用及相关挑战。

一、变频器的基本原理与应用变频器是一种能够将电源频率转换为可调的交流电压和频率的电力调节设备。

其基本原理是通过改变输出电压的频率和幅值来实现电机的转速调节。

在起重机械中，变频器广泛用于各种类型的起重机械设备，如桥式起重机、门式起重机和塔式起重机等。

1.1 桥式起重机中的变频器应用桥式起重机是一种常见的重型起重机械，广泛应用于港口和建筑工地等场合。

在桥式起重机中，变频器可通过调整起重机电机的转速，实现起重机械的平稳起重、精确定位和高效运行。

同时，变频器还可以通过减速装置与电机相结合，实现载荷起重降速和减速卸载等功能，提高起重操作的安全性和效率。

1.2 门式起重机中的变频器应用门式起重机是一种适用于大型物流中心和油田等场合的起重机械。

与桥式起重机相比，门式起重机受限于结构和作业空间的限制，对于电机速度的调节要求更为精确。

变频器在门式起重机中的应用可以实现更高的速度调节范围和更佳的运行精度，从而满足门式起重机的特殊工况要求。

二、变频器应用的挑战尽管变频器在起重机械中的应用效果显著，但也面临一些挑战。

2.1 环境适应性挑战起重机械通常工作于恶劣的外部环境条件下，如高温、低温、潮湿和多尘等。

变频器在这些特殊环境中的长期可靠运行受到限制。

因此，为了确保变频器正常工作，需要采取相应的防护措施和散热设计，以提高其环境适应能力。

2.2 过载能力挑战起重机械在运行过程中经常面临变载荷，变频器需要具备强大的过载能力，以应对突发的超负荷情况。

因此，变频器的设计和选择必须考虑到起重机械的额定负荷和过载要求，确保其能够安全可靠地工作。

2.3 控制精度挑战起重机械对于位置和速度的控制要求较高，变频器的控制精度直接影响到起重机械的工作效果。

变频器在工业领域的应用案例随着科技的不断发展，变频器作为一种新兴的电力调速设备，已经被广泛应用于工业领域，取代了传统的机械调速方式。

下面将介绍变频器在工业领域的几个应用案例。

1. 港口起重机港口起重机作为港口的重要设备之一，起着极为重要的作用。

通过应用变频器，可以实现对起重机的精细调控，提高其吊运效率，降低其能耗，节约成本。

目前，变频调速的港口起重机已经成为行业的主流趋势。

例如，广州港拥有的超大型集装箱起重机，就采用了ABB公司生产的变频调速技术，仅用2-3度电即可将20英尺集装箱吊运到39米高空。

2. 矿山输送机矿山输送机作为矿山生产中必不可少的设备之一，承担着矿石或其他物料从采矿现场运输到生产车间的任务。

随着矿山生产的规模不断扩大，传统的机械式传动方式逐渐被淘汰，取而代之的是变频调速技术。

应用变频器可以实现对输送机的精准调控，避免因物料输送速度过快或过慢而导致的不必要的损失，提高生产效率。

例如，山西太钢集团矿山公司应用变频调速技术的输送机，可以节省每年3000万度电。

3. 污水泵站污水泵站是城市污水处理的重要环节。

传统的污水泵站采用的是机械式调速，由于污水量的不同导致泵的出水量不可避免地产生浪费或者不足。

应用变频器可以根据污水量进行精确调控，不仅可以有效避免功率浪费，还可以延长泵的使用寿命。

例如，南京市浦口污水处理厂应用Yaskawa公司的变频器后，节能效果显著，年节省电费约60万元。

4. 空调系统随着人们生活水平的提高，空调系统的应用越来越广泛。

在空调系统中，变频器的应用不仅可以降低空调的噪声、延长空调寿命，还可以大幅节约电费。

例如，近年来广泛应用的变频空调，可以实现节约30%-50%的用电量。

总的来说，变频器作为一种新型的电力调速设备，其应用已经被广泛推广，成为工业领域提升效率、降低成本的重要手段。

相信在不久的将来，随着技术的不断革新，变频器在工业领域的应用领域还将不断扩大和提高。

ABB变频技术在起重机上的应用单位：姓名：身份证号码:完成日期：ABB变频技术在起重机上的应用摘要：本文主要介绍了ABB变频器先进的调速性能以及在起重机上的实际应用和设计思路，随着科学技术的发展，变频技术被广泛应用于工业生产中，它具有机械特性硬、调速范围宽、调速精度高，起、制动平稳、可实现无极调速。

可以说基本上替代了接触器-继电器常规控制，变频调速技术发展到今天已完全克服了众多不足，无论是在起重机老产品改造还是新产品设计，变频调速都是优选方案。

ABB在交流传动方面始终处于世界领导地位，其传动产品在冶金、石化、发电等领域都得到客户普遍认可。

全数字式、智能化的设计，方便灵活的速度设定，实现稳定低速运行，改善了定位的准确性。

本人根据多年维护经验和实践体会，谈谈ABB变频器在本单位起重机的使用现状。

关键词：起重机交流调速变频器正文：1、ABB交流变频调速装置的介绍ABB的交流调速装置分为ACC和ACS两种系列，ACC和ACS在硬件组成和结构上基本一样，区别在控制软件上；ACS800是专为风机、水泵、平移机构等摩擦性负载而设计的，在起重机中，主要用于行走等平移机构。

ACS800系列最大的特点是在全功率范围内使用了相同的控制技术，例如：具有启动向导、自定义编程、DTC空制、通用备件，通用接口技术、通用的维护调试软件工具、更高的集成度和更紧凑的结构设计。

启动向导的应用，使装置的调试变得非常简便，调试时根据英文提示一步步向下走即可；自定义编程就象内置了小型的pl c一样具有更好的适应性；同时它本身内置了电抗器，减少了外围元件。

ACS80C系列具有电机参数自检测自适应功能，各种保护齐全：具有失压保护、接地保护、冷却风机异常、超频(超速)保护、接触器粘结、缺相等保护等。

操作简单，多种应用宏程序可以选择，功能十分强大，与传统的调速系统相比变频器解决了传统调速可靠性差、能耗咼、维修成本咼等一系列问题。

系统大多米用开环控制，其开环控制精度可以达到闭环矢量控制的精度(0. 1% —0. 5%),开环转矩阶跃上升时间小于5毫秒，约为矢量控制的1/20,起动转矩可达2 00%,并具有有效的磁通制动来提供最大可能的制动力矩。

—低压交流传动ABB 用于起重机的机械传动ACS380，0.37到22 kW为桥式起重机和塔式起重机的可靠运行而设计。

————IO控制的起重机传动4 DI + 2 DI/D0 + 2 AI + 1 AO + 1 R0 + STO集成Modbus或：6DI+3RO+2AI+2AO+STO集成Modbus选件：以下侧装扩展选件之一• HTL/TTL编码器和外部24 V直流电源• 4个继电器输出模块• 外部24 V直流电源从ACS380产品目录了解更多信息3ABD52998版本A218.2.要了解更多信息，请联系当地ABB代表或访问：/drives/zh/industries-and-applications/crane我们保留进行技术更改或修改本文档的内容的权利，恕不另行通知。

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选件：现场总线选件PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP™、Modbus TCP/IP、 EtherCAT®、POWERLINK、DeviceNet™、CANopen®以下侧装扩展选件之一• HTL/TTL编码器和外部24 V直流电源• 4个继电器输出模块• 外部24 V直流电源一个前端扩展I/O选件可与现场总线一起使用3 DI + 1 DO + 1 AI现场总线控制的起重机传动2 DI + 1 RO + STO + 一种预配置的现场总线。

ABB变频器DTC控制在桥式起重机上的运用摘要随着生产工艺对物品吊运作业的要求越来越高，在冷轧车间配备的桥式起重机上，其传动控制已普遍采用plc+变频器的组合，卷扬控制采用dtc控制。

本文介绍了使用dtc控制的abb变频器在桥式起重机上的应用，并介绍了其控制、接线、参数及调试的特点。

关键词起重机;直接转矩控制;调试详述在冷轧薄板生产车间，由于产品对吊运过程的磕碰十分敏感，而且机组上、下钢卷对吊运定位准确要求非常严格。

这就要求吊运钢卷的桥式起重机的控制系统必须具备速度与转矩控制精确、动态响应快的特点。

在选用桥式起重机的控制系统时，综合考虑了现在先进且成熟的控制系统：pwm矢量控制系统及dtc系统。

经对比分析，最终选定具有dtc控制功能的abb公司的acs800系列变频器，并使用其最新控制软件的acc800提升机应用程序（+n652），以适应冷轧产品吊运的要求。

acs系列变频器在额定负载下可以长期平衡运转的最轻速度和最小速度之为1:10。

该变频器建有专用的抱闸编程掌控功能，可以通过编程对刹车逻辑展开设置，以确保抱闸的可信动作。

控制特点dtc的掌控特点：直接控制电机的转矩和磁通，不需要使用pwm控制中的调制器来控制频率和电压。

剔除了中间环节，提升了传动改变转矩的响应速度。

使用dtc控制，转矩响应时间在1ms～2ms，而带编码器的矢量控制和直流传动响应时间在10～20ms。

低速下的准确转矩掌控。

在没编码器或测距机的情况下，可实现零速八十转矩，即为在频率高于0.5hz的情况下提供更多100%的转矩。

dtc控制的电机静态速度精度高。

dtc系统的静态速度精度在0.1%～0.3%之间，而其它使用频率控制的pwm系统的静态速度精度在1%～3%之间。

dtc控制的传动如果使用1024p/r的编码器，速度精度可达0.01%。

dtc的开环动态速度精度在0.3%s～0.4%s之间，比其它的开环掌控的交流系统（精度在3%s左右）低8倍。

变频器在起重机控制中的应用随着现代工业技术的不断发展，起重机在各个领域的应用越来越广泛。

而起重机的控制系统作为其重要组成部分之一，也需要不断提升和创新。

在起重机控制系统中，变频器的应用起到了非常重要的作用。

本文将探讨变频器在起重机控制中的具体应用。

一、变频器简介1.1 变频器的定义变频器是一种用于调节电动机转速的装置，通过改变电源频率和电压的形式来控制电机的转速。

它能够改变电机的运行频率，从而实现对起重机运动的精确控制。

1.2 变频器的原理变频器通过使用高效的电力转换技术，将输电线电压转换为电机所需的专用电源，通过改变电源频率和电压的形式来调整电机的转速。

它能够将输入电源的频率从50Hz（标准电源频率）转变为可变的输出频率，从而实现对起重机电机的精确控制。

二、2.1 速度控制变频器能够根据实际需求，准确地控制起重机的速度。

传统的起重机通常采用电阻器或机械齿轮来控制速度，但这种方式控制效果不够精准。

而变频器的应用可以实现无级调速，不仅提高了起重机的运行效率，还能够减少机械传动的磨损和能源的浪费。

2.2 起重过程中的平稳运行起重机在起吊货物的过程中，常常需要进行起停操作。

而传统的起重机在起停过程中容易产生冲击，对货物和机械设备造成不必要的损坏。

而变频器的运用，则可以通过精确的启停控制，使起重机运行更加平稳，减少起停过程中的冲击，提高起重机的使用寿命。

2.3 节能效果显著随着社会对能源消耗的高度关注，节能已经成为一个重要的方向。

变频器作为一种节能措施，在起重机控制中能够发挥显著的作用。

传统起重机在起停过程中，通常需要大量的能量消耗；而变频器的应用可以通过控制电机转速，减少起重机启动时的电流冲击和能源损耗，从而实现节能效果。

2.4 提高起重机的安全性在起重机操作过程中，往往需要进行精确的位置控制，以确保起吊货物的安全。

而传统的起重机控制方式通常无法满足这一需求。

而变频器的运用，则可以利用其精确控制功能，在起吊过程中实现对起重机位置的准确控制，从而提高起重机的操作安全性。