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直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在電鏟車上的應(yīng)用

作者: 時間:2018-08-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

本文引用地址:http://2s4d.com/article/201808/387734.htm

由于ACS800 系列變頻器具有無精度和零速滿轉(zhuǎn)矩的特點,可保證電鏟車的提升和推壓機構(gòu)實現(xiàn)空中的零速懸停而不必采用機械抱閘裝置,從而提高了電鏟車系統(tǒng)的可靠性和工作效率。

2.3 再生能量的處理

對于電鏟車提升和推壓機構(gòu)工作中的再生能量的處理,可采取兩種解決方案:一種是整流橋采用由二極管組成的三相不控橋,外接制動斬波器的方案,將再生能量通過制動電阻以熱能的形式耗散掉,可采用的變頻器型號為ACS800-04/07;另一種是整流橋采用由IGBT組成的三相可控橋,再生能量通過可控整流橋回饋到電網(wǎng)中去,可采用的變頻器型號為ACS800-17。

另外,電鏟車的行走和回轉(zhuǎn)是分別運行的,但為節(jié)省投資,行走和回轉(zhuǎn)采用同一個變頻調(diào)速裝置。為此可采用ACS800 標準軟件的兩個用戶宏切換的功能,即分別將行走和回轉(zhuǎn)的電機參數(shù)以及軟件參數(shù)設(shè)置存儲在用戶宏1 和用戶宏2 中,通過設(shè)定的數(shù)字輸入口的上升和下降沿即可實現(xiàn)行走和回轉(zhuǎn)兩套參數(shù)的切換,達到一臺變頻器兩臺電機的目的。

3 實驗分析

將ACS800 系列變頻器應(yīng)用于4 m3電鏟車的電控系統(tǒng)中,并在某水泥廠進行了試驗,試驗樣機如圖2所示。

其中,提升電機參數(shù):

功率200 kW;

額定頻率37.5 Hz;

額定電流370 A;

額定轉(zhuǎn)速732 r/min;

變頻器型號為ACS800-04-0440-3,輸出視在功

率為440 kV·A。

推壓電機參數(shù):

功率75 kW;

額定頻率38.9 Hz;

額定電流132 A;

額定轉(zhuǎn)速1 150 r/min;

變頻器型號為ACS800-04-0260-3,輸出視在功率為260 kV·A。

3.1 提升機構(gòu)試驗結(jié)果分析

提升系統(tǒng)零速懸停時電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形如圖3 所示(波形由ABB 專用調(diào)試和監(jiān)控軟件DriveWindow測得)。圖3 中,1 為轉(zhuǎn)速估算值;2 為轉(zhuǎn)速測量值;3為電機轉(zhuǎn)矩;4 為給定轉(zhuǎn)速值。由圖3 可見,由于采用了FS-Method,當轉(zhuǎn)速給定值(曲線4所示)由400 r/min 下降為0 r/min 時,由變頻器根據(jù)電機內(nèi)部數(shù)學模型計算得到的電機轉(zhuǎn)速(曲線1 所示)也迅速下降為0 r/min,且該轉(zhuǎn)速基本與由測速編碼器得到的轉(zhuǎn)速測量值(曲線2)一致,并與轉(zhuǎn)速給定值(曲線4)完全吻合。由于轉(zhuǎn)速在零速時估算的準確性,變頻器輸出的轉(zhuǎn)矩(曲線3 所示)可始終保持為恒定值,與負載相平衡,故可實現(xiàn)電鏟車提升結(jié)構(gòu)的零速懸停。由此說明,采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)可在無測速的條件下完全保證提升機構(gòu)的真正零速懸停。

3.2 推壓機構(gòu)試驗結(jié)果分析

推壓系統(tǒng)零速懸停時電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形如圖4 所示(波形由ABB 專用調(diào)試和監(jiān)控軟件DriveWindow測得)。圖4 中,1 為轉(zhuǎn)速估算值;2為電流測量值;3 為電機給定轉(zhuǎn)矩;4 為電機實際轉(zhuǎn)矩;5 為轉(zhuǎn)速給定值。由圖4可見,當電機轉(zhuǎn)速給定值(曲線5所示)由500 r/min 下降為0 r/min 時,由變頻器根據(jù)電機數(shù)學模型計算得到的轉(zhuǎn)速估算值(曲線1)也迅速跟蹤轉(zhuǎn)速給定值下降為零,并與給定值曲線相重合。由于轉(zhuǎn)速估算的準確性,故變頻器輸出的轉(zhuǎn)矩給定值(曲線3)和轉(zhuǎn)矩實際值(曲線4)保持為恒定值,與實際負載相平衡,實現(xiàn)了推壓機構(gòu)零速懸停。由此說明,采用直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)可在無測速的條件下完全保證推壓機構(gòu)的真正零速懸停。

4 結(jié)語

在電鏟車上采用以直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)為核心的變頻器ACS800 系列可完全滿足在無速度傳感器條件下的轉(zhuǎn)速控制精度和轉(zhuǎn)矩的高動態(tài)響應(yīng),可達到額定轉(zhuǎn)矩的200豫的起動轉(zhuǎn)矩,而且不必采用機械抱閘裝置就可實現(xiàn)提升和推壓機構(gòu)的零速懸停,保證了電鏟車工作的可靠性和高的生產(chǎn)效率。


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