变频器在门机上的应用与故障分析

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1、变频器在门机上的应用与故障分析伴随变频技术的大量应用，港口设备的科技含量越来越高，本文就变频调速及矢量控制技术在港口门机上应用作出了分析研究，并结合实例，介绍门机用变频器的故障类型和处理方法。关键词：词：门机；变频控制；矢量控制；故障一、变频调速及矢量控制技术的原理　　1、变频调速技术。变频调速的基本原理是：交流电动机的速度与频率成正比，但必须维持V/f恒定。如果能准确地调整电压的幅值和频率.就可得到理想的调速特性。变频调速技术的控制量是交流电动机的定子电压幅值和频率，称为标量控制系统。在标量控制系统中，只能按电动机稳态运行

2、规律进行控制，不能控制任意两个磁势矢量的相对位置，转矩控制性能差。欲改善转矩控制性能，必须对定子电压和电流实施矢量控制，既控制大小又控制方向。　　2、矢量控制技术。矢量控制技术的基本原理是：电机的转矩与电机产生的定、转子磁势矢量有关，通过控制任意两磁势矢量的大小和相对位置，即可控制转矩的大小。由于交流电机的所有矢量都在空间以同步速度旋转，因此实施旋转与静止坐标系之间的变换是矢量控制的关键，而实现坐标变换的关键是找出两坐标系之间的夹角。根据这个夹角的获得方式，可将矢量控制系统分成2种：一是按转子位置定向的矢量控制系统，坐标夹角

3、通过装在电机轴上的位置检测器直接获得，系统简单可靠，适用于永磁同步电动机和无换向器的电动机。二是按磁通定向的矢量控制系统，坐标夹角需通过计算获得，系统复杂，但易维持磁链恒定，使电动机运行经济合理，适用于同步电动机与异步电动机的矢量控制。　　二、门机上变频器的选择与注意事项分析　　1、变幅与旋转机构　　1.1选型及控制方式。这两个机构对转矩控制的要求不高，只对调速性能及机构起制动的迅速、平稳有较高的要求。选择额定功率比电动机额定功率大一级的变频器。电机使用三相异步电动机。在控制方式上选用V/f的变频控制方式。　　1.2使用时应

4、注意的问题　　①变幅机构。参数配备时着重注意设定起动时间、制动时间在保证机构起制动平稳的条件下尽量小，电气制动采用能耗制动方式，以适应港口生产的需要。　　②旋转机构。起动时间要符合实际需要，起动迅速而平稳。电气制动方式对不同的工况，选择自由制动方式与强制制动方式。在旋转机构正常停止时，选用自由停止方式，其停止时间可按实际生产中的运行情况设定，以尽量满足司机操作门机的需要为主；强制制动方式是能耗制动与机械上的旋转抱带同时使用，其制动迅速、准确，使旋转机构在紧急状态时迅速停车。　　2、起升机构　　2.1选型与控制方式。该机构不但

5、要求高的转速及起制动的控制精度，而且对转矩控制要求严格。变频器的选择以变频器的额定电流为基准，以电动机的额定电流、负载率、变频器运行的效率为依据。通过计算，变频器的额定输出电流为电动机额定电流的1.2倍以上。电动机选用变频器专用三相异步电动机，其具有调速范围广、转速精度高、耐高温、运行可靠等优点。控制方式选用矢量控制中的按磁通定向的矢量控制方式。考虑到变频器功率大，运行时间长的特点，制动方式采用回馈制动，其特点是可使制动时能量回馈到电X，可节约大量的能源。　　2.2使用时应注意的问题。变频器内部参数的设定要保证机构具有良好的

6、调速精度及起制动性能，并应注意以下几个问题。　　①两机构的同步问题。由于起升机构两主电机运行必须保证同步，需使用脉冲编码器作为速度反馈装置，通过测量脉冲编码器的脉冲数，利用二者之差来控制两电机的速度。选择脉冲编码器及其安装时，必须当考虑周全。　　②起动转矩问题。为保证起升机构起动时具有足够大的起动转矩，通过设定机械制动器的打开时间、变频器的最低运行频率、运行电流之间的关系，以满足机构负载特性的要求。　　三、门机运行过程中出现的故障及处理　　我单位使用的门机采用的是西门子SIMATICS7-300型PLC控制，驱动部分采用的西

7、门子MASTERDRIVESVC系列变频器。它们之间采用PROFIBUS总线进行通讯。成熟的电控是门机稳定运行的基础，但是在门机的使用过程中由于各种各样的因素，还是会遇到各种各样的故障。现列举几个在门机运行过程中出现的故障及具体的处理方法。　　1、各变频器显示F006，查阅手册为直流母线过电压故障。经过多次送电后故障依旧，经测量直流母线电压发现在峰值的时候瞬间能达800多伏，因此初步怀疑是整流单元发生了故障，随后对该单元的整流和回馈晶闸管进行了测量，经过测量及对比，没有发现故障，但是基本已经意识到是回馈部分出了问题，不能把能

8、量回馈到电X中去，致使直流母线电压升高，最后想到难道是触发部分出了问题？带和这个想法找到并拆下了触发板，发现上面灰尘累积比较严重，有的原件的管脚甚至都被灰尘连到了一起，经过测量该触发板，其中有一个触发部分的原件损坏。换上新的触发板后试验，门机恢复正常。　　2、旋转机构F027故障，经查阅手