我公司原有2臺用于PTA裝船工作的5t門座式起重機，主要承擔著揚子石化PTA的裝船任務。其電氣調速系統采用老式的繞線型異步電動機轉子回路串電阻的調速方式。由于工作頻率極高（持續率高于40％），經常發生接觸器觸頭燒損粘連、過電流繼電器誤動作、損壞起動電阻、燒壞電動機繞組等故障。公司決定購置2臺新5t門座機，并對電氣調速系統采用全變頻調速技術。

1 變頻器選型方案

選用ABB公司專用于提升機的變頻器ACC600（ACS601）。該變頻器采用先進的DTC控制方式，專用于起重機的提升機構。

起升機構、變幅機構的變頻器容量按變頻器額定輸出電流INV擇，即電動機額定電流的1.2～1.5倍選擇。旋轉機構（行走機構）的變頻器容量按實際運行情況還應適當加大。由于ABB變頻器制造廠已將變頻器、制動單元和制動電阻配套好了，因此只需選用相對應的變頻器型號即可。

2 控制方式

為了迎合操作人員在門座式起重機上的習慣性操作，我們采用了1臺GE公司的90-30PLC加主令控制器的操作控制方式。考慮到ACS601變頻器能存儲2套獨立的電動機參數和控制方式，而行走機構的4臺電動機總功率和旋轉機構的1臺電動機功率相等，均為30 kW，因此在設計時將旋轉機構和行走機構共用1臺變頻器，以旋轉為主、行走為輔，通過2只接觸器和1只轉換開關進行選擇控制。這樣既節省了投資又符合行走與旋轉機構不能同時動作的操作規定。故障監控系統采用PC監控機和觸摸屏相結合，設計有動態數據監視（包括電動機電流、電壓、轉矩等）功能、歷史數據和故障記錄功能、各元器件的狀態監視功能等。

3 系統控制

系統控制方框圖如圖1所示。

4 使用中出現的問題及解決方法

起重機在調試運行時，旋轉機構變頻器卻經常出現過電流報警，而其他設備均運行良好。我們在經過現場仔細地觀察和數據測量，發現過電流報警均出現在旋轉機構起動過程中，而旋轉機構起動后的運行過程是正常的，變頻器上顯示電動機運行電流在電動機額定電流以下，而電動機起動電流卻達到額定電流的2倍左右。經過分析，我們認為旋轉機構的機械慣性比較大，使得電動機的起動轉矩加大，再加之工況要求旋轉機構起動時間不能過長（變頻器設置的電動機起動時間為3s），使得旋轉機構電動機起動電流較大，達到電動機額定電流的2倍左右。ABB變頻器ACS601的參數30.07（電動機電流最大極限）最大只能調整到電動機額定電流的1.5倍，因此變頻器就出現了過電流報警。解決問題的方法：

（1）增大電動機的容量。但更換電動機需要更改起重機的大量機械設備，這樣做不僅費用高，而且難度大。

（2）加大變頻器容量。我們在選擇變頻器時考慮到了旋轉機構的起動轉矩比較大的因素，因此留出了足夠的裕量。旋轉機構的電動機選為30 kW ,變頻器選擇為ACS601-0070-3（一般可用于55kW電動機，額定電流112 A）。

于是我們將ABB變頻器ACS601的參數99.06（電動機額定電流）由60A增大到80A，同時將變頻器ACS601的參數30.07調到最大150%，這樣電動機的起動過載系數就達到了2倍左右，既符合起重電動機起動過載系數不大于2.5的要求，也沒有超出變頻器的額定電流112A。同時，變頻器的過電流報警問題也得到了解決，變頻器對電動機的其他保護功能也沒有被影響（注意：變頻器中的電動機參數不提倡任意改變，只有在確認電動機和變頻器容量足夠大且工況允許的情況下，才能對某些參數微調，否則容易使電動機辨識和建模產生問題，并最終影響變頻器的控制性能）。

5 使用效果

（1）采用變頻型籠型電動機取代繞線型電動機，避免了因集電環、電刷和起動電阻方面引起的故障問題，提高了設備使用率并可節省大量的維修費用。

（2）主電路中接觸器的數量由原來的20只減少到2只，采用變頻器內部的電子過電流繼電器，取代了傳統的過電流繼電器，避免了誤動作，減少了故障點，提高了系統運行的可靠性。

（3）整機控制系統采用可編程序控制器（PLC進行控制，加裝了故障監控系統，由PLC和GP2500觸摸式圖形顯示器組成友好的人機界面，用圖形和文字實時顯示故障的位置和簡單的處理方法，來監控各主要電氣元件運行或停止的狀態，提高了維修人員排除電氣故障的效率。

（4）改善了電動機的起動特性和機械特性，整機運行更加平穩可靠，提高了系統的安全性。

6 應注意的問題

變頻控制系、統不如原控制系統靈活，存在滯后現象。如果起重機動作頻率很高且點動多，則因旋轉機構起動慣性大，造成起動電流也很大，因此旋轉機構仍可采用原繞線型異步電動機轉子回路串電阻的調速方式，而其他機構采用變頻調速系統綜合效果會更好一些。若旋轉機構也采用變頻調速系統，則在變頻器容量的選擇時要留出足夠的裕量。1臺變頻器控制多臺電動機（如上面的旋轉機構電動機與行走機構電動機共用l臺變頻器），變頻器輸出側設置的電磁接觸器，在設計外圍電路時應避免在變頻器輸出時動作。(end)