变频器在水电站桥机、门机和台车式启闭机上的应用

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关键词:1引言近十年来,夹江厂为许多大、小电站设计生产制造了数十台带变频器控制的厂房桥机、门机和台车式启闭机。比如:我厂为湖南大源渡水电站设计生产的第一台坝顶2×1250kN门式起重机,起升和大、小车行走机构均使用了ABB公司ACC50型系列变频器;随后设计生产了四川茂县铜钟水电站厂房125t桥式起重机,主起升机构使用了法国施耐德的Aitivar58型变频器...
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1引言近十年来,夹江厂为许多大 、小电站设计生产制造了数十台带变频器控制的厂房桥机、门机和台车式启闭机 。比如:我厂为湖南大源渡水电站设计生产的第一台坝顶2×1250kN门式起重机,起升和大、小车行走机构均使用了ABB公司ACC50型系列变频器;随后设计生产了四川茂县铜钟水电站厂房125t桥式起重机 ,主起升机构使用了法国施耐德的Aitivar58型变频器;贵州乌江渡水电站扩机工程中尾水2×1250kN单向台车式启闭机,起升和行走机构均使用了西门子公司6SE70型系列变频器;缅甸邦朗750kN单向桥式起重机,起升和行走使用了ABB公司ACC60型系列变频器等。我厂已中标三峡三期工程中的六台门机 ,全部采用西门子公司6SE70型系列变频器。我厂为湖南沅陵县凤滩水力发电厂扩建工程设计生产的2×1250kN双向台车式启闭机是类似于桥式起重机的水电厂专用起重设备 。它的主起升机构 、大车行走机构、小车行走机构均采用了变频拖动、西门子6SE6440系列变频器变频调速的控制方案。6SE6440系列变频器具备了起重机各机构调速控制所需的全部功能,如:IGBT技术 、高质量的矢量控制系统、集成的制动(斩波)器等可用于位能性负载升降的调速场合;而线性V/F特性、集成的制动(斩波)器等则完全满足大 、小车行走机构的调速要求。由于变频器无级平滑的输出特性,大大地改善各运行机构起动和换档时加减速性能 ,完全克服了传统大型机构在制动过程中存在的惯性冲击力,因此延长了机械结构的使用寿命,并大大地增强了运行的稳定性 。根据运行情况若为一般性的调速需要 ,只需设置必要的变频器参数 ,变频器能满足工作要求;如遇特殊调速要求,则可随时调整变频器的相关参数和档位的参数值,并经试车修正个别参数 ,即可满足各种机构运行中所需的速度和转矩控制。2系统组成进水口2×1250kN双向台车式启闭机主起升机构由两套卷扬系统组成,由两台YZPB280M-8起重专用变频电动机拖动,电机功率2×55kW,使用两台6SE6440-2UD37-5FA1变频器驱动 ,变频器功率2×55kW(恒转矩),采用矢量控制方式,起升机构要求1:10的调速范围;小车行走机构由相同的两套行走装置组成,并由两台YVPEJ802-4普通变频电动机拖动 ,电机功率2×0.75kW,共用一台6SE6440-2UD23-0BA1变频器驱动,变频器功率4kW(恒转矩),采用V/F控制方式,小车行走机构要求的1:10的调速范围;大车行走机构由相同的四套行走装置组成 ,并由四台YVPEJ112-4普通变频电动机拖动,电机功率4×4kW,共用一台6SE6440-2UD32-2DA1变频器驱动,变频器功率30KW(恒转矩),采用V/F控制方式 ,大车行走机构要求的1:10的调速范围。3系统控制电路系统的控制采用联动台式的操纵杆—可编程控制器()—变频器I/O端口控制方式 。联动台中设有控制主起升机构的升 、降操纵杆 ,升降各四档,控制小车行走机构的前行、后行操纵杆,前后各四档 ,控制大车行走机构的左行、右行操纵杆,左右各四档 。变频器无速度编码器。实施变频器输入端开关量的指令控制方法,如图1所示。


图1台车式启闭机单线连接图
由于整机采用可编程控制器(PLC)控制 ,台车控制分为内部和外部硬件二部分 。下面介绍起升机构单双吊钩的参数设置和大车行走机构的控制。

图2大车行走电路图
供货技术条件规定起升机构既能单吊钩升降,又能双吊钩通过钢性联接同步升降,两种操作均要求1:10的调速范围。在设计中 ,我们采用了基本操作板(BOP)设置二个参数闭锁其中一台变频器,而另一台变频器仍能按给定指令信号正常升降运行 。当单吊钩工作完毕后需要双吊钩工况时,恢复上述二个参数和几个自动复位的参数 ,又可实现按常规双吊钩工况使用的变换方式。图2为大车行走机构的电路图。在大车行走机构控制中,大车操纵杆设置有零位指令和保护,左行或右行1-4档速度给定指令 ,该指令经可编程控制器处理后提供给变频器输入端 。例如:当大车操纵杆推向左行1档时 ,变频器数字输入端中的DIN1 、DIN3接到指令,变频器按设置的5Hz输出,同时变频器可编程继电器输出端3(抱闸投入)输出制动器打开信号指令 ,制动器打开,大车以2m/min的速度向左运行;当大车操纵杆推向左行2档时,变频器数字输入端中的DIN1、DIN3、DIN4接到指令 ,变频器按设置的15Hz输出,大车以6m/min的速度向左运行;当大车操纵杆推向左行3档时,变频器数字输入端中的DIN1 、DIN3、DIN5接到指令 ,变频器按设置的25Hz输出,大车以10m/min的速度向左运行;当大车操纵杆推向左行4档时,变频器数字输入端中的DIN1、DIN3 、DIN4、DIN5接到指令 ,变频器按设置的50Hz输出,大车以20m/min的速度向左运行。大车操纵杆从4档逐渐退回零位时,变频器输出频率由50Hz逐渐减少到0Hz ,同时变频器可编程继电器输出端3(抱闸投入)输出制动器关闭信号指令 ,制动器闭合,大车停止向左运行。向右运行时,原理和功能相同 。一旦出现大车故障或大车左极限信号指令 ,并传送给可编程控制器,经可编程控制器处理,都能封锁变频器输入端的给定信号指令 ,立即停止变频器运行。变频器可编程继电器输出端设置为故障、运行 、抱闸投入三个信号指令,并把三个指令传给可编程控制器,经可编程控制器处理后 ,用来保护、控制变频器和显示变频器状态。4结束语西门子公司6SE6440系列变频器具有高度的灵活性,多重选择的可设置参数值,机动灵活的BiCo连接功能 ,这些功能可以在不同的应用场合加以选择,完全满足不同工况的需要 。参考文献
(略)作者简介张 航(1961-)电气设计工程师任职于水利电力部夹江水工机械厂,从事水电站桥机、门机 、台车式启闭机等变频器的应用设计 、制造、安装调试等工作 。




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