門座式起重機是一種造船廠常用的起重機，主要用于船臺、浮船塢和艤裝現場，進行船體拼接、設備艤裝等吊裝工作，用吊鉤作為吊具。這類設備的最大起重量達300 噸，幅度大時起重量相應減小，有多檔起升速度，吊重輕時可提高起升速度，有些工作機構還備有微動裝置，以滿足安裝要求。

　　變頻器調速是近年發展起來的自動控制技術，它利用改變被控對象的電源頻率，成功實現了交流電動機大范圍的無級平滑調速，在運行過程中能隨時根據電動機的負載情況，使電機始終處于最佳運行狀態，在整個調速范圍內均有很高的效率，節能效果明顯。采用變頻器對異步電動機進行調速控制， 使用方便、可靠性高， 且經濟效益顯著。

　　本文主要介紹英威騰專為起重機定制的變頻器Goodrive 350-19在造船門座式起重機上的具體應用。

　1 門座式起重機組成介紹

　　門座式起重機由機械部分和電氣系統兩大部分組成。

　　1.1門座式起重機的組成

　　門座式起重機結構分為主起升、副起升、變幅機構、回轉機構、行走機構等機構組成。主起升、副起升、變幅機構配有電力液壓鼓式制動器作為停止運行后制動，需由具有起重抱閘專用邏輯功能的變頻器驅動控制，以達到各機構接受運行、停止、變速定點停車等功能，不允許“溜車”事故發生如圖1所示。

圖 1 30T/10T 門座式起重機實體圖

　　1.2 門座式起重機電氣系統介紹

　　門座式起重機電氣系統主要由人機界面、PLC、變頻器、電動機、制動器、制動系統等組成。各機構電機參數如表1所示。

表 1 各機構電機參數

　　系統對變頻器的要求如下：

　　(1)能實現閉環控制，具有大的啟動轉矩，通常超過150%的額定轉矩，若考慮超載實驗等因素，至少應在起動加速過程中提供200%的額定轉矩。

　　(2) 由于機械制動器的存在，為使變頻器輸出轉矩與機械制動器的制動轉矩平滑切換，不產生溜鉤現象，具有變頻器啟動信號與機械制動器動作信號的控制時序。

　　(3) 當吊鉤向下運行在減速段時，電動機將處于再生發電狀態，其能量要向變頻器母線側回饋，必須根據不同的現場情況處理這部分再生能量。

　　(4) 提升重物離開地面時瞬間負載變化劇烈，變頻器應能對這種沖擊性負載進行平滑控制。

　　(5) 由于生產效率的要求，門座式起重機須具備快速啟停提升能力。

　　2 英威騰變頻器應用方案

　　2.1門座式起重機控制方案

　　門座式起重機通過操作室操作手柄、人機界面發出指令給到PLC，經PLC處理運算后輸出控制變頻器啟停(端子命令)及速度命令(多段速信號)，驅動各執行機構電動機在不同運行階段實現調速，如圖2所示。控制系統包括以下幾個部分：

　　(1)主起升、副起升、變幅機構電機由對應的Goodrive 350-19系列起重專用變頻器驅動，設置抱閘專用邏輯使能，根據門座式起重機專用抱閘時序邏輯控制制動器開合閘，抱閘邏輯控制融合轉矩驗證，轉矩建立完成后進行松閘控制，安全不“溜車”。

　　(2) 回轉機構有2臺22K W /380V電機，由1臺55KWGoodrive 350-19系列起重專用變頻器同時驅動1#回轉電機和2#回轉電機。

　　(3) 行走機構有8臺4KW/380V電機，由1臺55KWGoodrive 350-19系列起重專用變頻器同時驅動1#行走電機至8#行走電機。

　　(4)起升機構下行、回轉、行走機構慣性停車時發電產生的能量通過外置(DBU)或內置的制動單元以及外接的制動電阻發熱耗散。

　　　　圖 2 門座式起重機電氣系統示意圖

　　2.2電氣配置(見表2)

表 2 系統電氣配置

　　2.3現場電控柜(見圖3)

圖 3 現場電控柜

　　3 應用優勢

　　Goodrive350-19系列起重專用變頻器完全可以勝任門座式起重機設備的重負荷現場應用工況，無論在過載能力、加減速時間、力矩、轉矩動態響應速度、運行電流、電機噪聲、穩速精度等方面均有出色表現，專用的抱閘邏輯，起吊重物時運行平穩、安全、可靠不溜鉤，完全可以滿足各種現場應用要求。系統應用優勢包括：

　　(1) 系統穩定、可靠，GD350-19優異的閉環矢量控制性能具備零速高轉矩輸出能力。

　　(2) ) 變頻器快速的動態響應，瞬時高達200 %的轉矩輸出，有效保證了起重機零速保持狀態下不產生“溜鉤”現象。

　　(3)產品功率段齊全，完全滿足主起升、副起升、變幅機構、回轉機構、行走機構等執行機構應用要求。

　　(4)功能宏參數調試簡單，功能齊全。

　　(5)起升和變幅抱閘控制非常平穩。

　　4 結束語

　　本文主要介紹了英威騰Goodrive 350 -19 系列變頻器在浙江某船廠門座機上的實際應用情況，并對此類場合的應用特點和注意事項進行了簡要的介紹。客戶嚴格按照技術指標進行了載荷試驗，各項功能、性能均合格， 尤其是起升和變幅抱閘控制非常平穩，充分體現了英威騰Goodrive350- 19變頻器的優異性能和控制方案的優越性，Goodrive350- 19變頻器完全勝任起重機重負荷現場，成為門座式起重機高性能、高可靠性變頻器的理想選擇，值得推廣。