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江蘇吉泰科電氣股份有限公司
摘要：介紹了吉泰科GK800驅(qū)動器在雙卷揚機倉庫大門上兩臺電機共同驅(qū)動同一負(fù)載的應(yīng)用， GK800驅(qū)動器采用特有的負(fù)載分配功能，滿足多電機驅(qū)動同一負(fù)載的特殊工藝要求。
關(guān)鍵詞：卷揚機 GK800驅(qū)動器 負(fù)荷平均 負(fù)載分配
一、 引言
卷揚機（又稱絞車）是由機械動力驅(qū)動卷筒、卷繞繩索來完成牽引工作的裝置�？梢源怪碧嵘⑺交騼A斜拽引重物。目前卷揚機以電動卷揚機為主。
電動卷揚機由電機，聯(lián)軸節(jié)，制動器，齒輪箱和卷筒組成。電機有單電機驅(qū)動或雙電機驅(qū)動兩種情況。雙電動機驅(qū)動不僅要求。電機低頻輸出大力矩，運行穩(wěn)定；而且要求兩電機實時同步速度運行，負(fù)載分配均衡；保證重物運行平穩(wěn)，不能發(fā)生傾斜，延長電機使用壽命。
二、 吉泰科GK800驅(qū)動器特點
1. 豐富的控制功能：
GK800驅(qū)動器具無PG和有PG速度矢量控制，轉(zhuǎn)矩控制和位置控制，支持同步電機和異步電機驅(qū)動，可以滿足各行業(yè)的驅(qū)動控制高端需求。在雙卷揚機倉庫大門控制中，分別采用有PG速度矢量控制和閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制方式來驅(qū)動兩臺電機，充分顯現(xiàn)了GK800驅(qū)動器低頻高轉(zhuǎn)矩（0Hz 200%轉(zhuǎn)矩），速度和轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、控制精度高的特性。并且GK800驅(qū)動器特有的抱閘控制功能保證卷揚機啟動時，有足夠的提升轉(zhuǎn)矩，又不會因為堵轉(zhuǎn)而報過流，解決了停機時負(fù)載下溜問題。原理如下：
2. 技術(shù)參數(shù)
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運
行
控
制
特
性
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控制方式
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V/F控制
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無PG矢量控制1
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無PG矢量控制2
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有PG矢量控制
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啟動轉(zhuǎn)矩
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0.5Hz 180%
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0.5Hz 180%
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0.25 180%
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0Hz 200%
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調(diào)速范圍
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1:100
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1:100
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1:200
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1:1000
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穩(wěn)速精度
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±0.5%
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±0.5%
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±0.2%
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±0.2%
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速度波動
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無
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±0.3%
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±0.3%
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±1%
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轉(zhuǎn)矩控制
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無
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無
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有
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有
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轉(zhuǎn)矩控制精度
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無
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無
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±5%
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±5%
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轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間
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無
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無
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＜10ms
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＜5ms
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定位精度
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無
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無
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無
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±四分之一線脈沖
內(nèi)部自動補償，無累積誤差
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3. 強大的通訊功能：
GK800驅(qū)動器集成有標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議，可擴展PORFIBUS-DP協(xié)議和CANopen協(xié)議；方便的實現(xiàn)與上位機遠程通訊。
三、 現(xiàn)場情況介紹
• 倉庫大門重量約81噸 。
• 兩臺卷揚機分別在大門兩端共同驅(qū)動，電機功率55KW/臺 。
• 要求：大門提升和下降兩端同步，不允許有速差，電機出力均勻，否則不僅會造成電機和大門的損壞，并且存在重大安全隱患。
• GK800控制方式：使用GK800驅(qū)動器特有的負(fù)荷分配功能，分別由兩臺驅(qū)動器控制兩臺電機同步運行，保證速度同步。
• 上位由PLC控制邏輯動作及處理各傳感器信號，并讀取驅(qū)動器運行狀態(tài)，驅(qū)動器通過Modbus和PLC通訊。
四、 控制方案的選擇
1. 初期用戶提出采用兩臺電機轉(zhuǎn)速同步跟隨方案：兩臺電機，一主，一從，通過編碼器發(fā)脈沖做電機轉(zhuǎn)速同步。此方案是對電機輸出軸做轉(zhuǎn)速同步，忽略的電機軸之后的減速機及機械誤差；如果電機軸之后的減速機及機械精度有誤差，在最終控制端大門上的速度誤差會放大，隨著運行時間增加誤差會累積，最終結(jié)果是兩臺卷揚機速度控制上會有很差異，不能同步，并導(dǎo)致一臺電機電流過大，另一臺電機無負(fù)載的情況。如圖一所示：
2. 經(jīng)過對實際工況的分析，最后我們確定使用GTK800特有的負(fù)載分配功能。具體方案：兩臺電機，一主，一從，主機做有PG速度矢量控制，從機做閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制。運行時，主機將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給從機作為從機轉(zhuǎn)矩給定，從機會根據(jù)主機轉(zhuǎn)矩自動調(diào)整自身轉(zhuǎn)速，來適應(yīng)主機轉(zhuǎn)矩，達到轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的平衡，自動補償由于機械而產(chǎn)生同步誤差。如圖二
通過實踐證明，此方案保證了大門兩邊達到真正的速度同步，使兩臺電機負(fù)載均衡，達到圖三的效果。在多次現(xiàn)場測試中，大門開啟和關(guān)閉的過程平穩(wěn)，無下溜現(xiàn)象，無傾斜，速度穩(wěn)定，在運行過程中，兩臺55KW電機電流誤差在1A以內(nèi)，頻率差額1.3Hz(機械誤差導(dǎo)致)。
五、 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置
1) 主機參數(shù)設(shè)置如下：
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參數(shù)號
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參數(shù)含義
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參數(shù)
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A0-09
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有PG速度矢量控制
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3
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b0-01
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頻率主給定
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2
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b1-00
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運行命令給定方式為端子
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1
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b1-18
|
選擇開啟能耗制動
|
1
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b2-01
|
加速時間（秒）
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6.00
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b2-02
|
減速時間（秒）
|
6.00
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C0-01
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端子X1功能為電機正轉(zhuǎn)
|
3
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C0-02
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端子X2功能為電機反轉(zhuǎn)
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4
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C1-02
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繼電器1功能選擇為抱閘控制
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27
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C3-00
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AO1輸出
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2
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C3-01
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AO2輸出
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4
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d0-00到d0-06為電機參數(shù)，通過d0-22進行電機辨識
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D6-00
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編碼器選擇為編碼器1（本機內(nèi)置編碼器接口）
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0
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D6-01
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編碼器線數(shù)
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1024
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D6-02
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編碼器方向，無需設(shè)置，帶編碼器辨識電機時會自動判斷方向，自動設(shè)置
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E0-05
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抱閘功能開啟
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1
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E0-06
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抱閘松開頻率
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2.00
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E0-07
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抱閘松開電流
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110
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E0-08
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抱閘松開動作時間
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0.7
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E0-09
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抱閘吸合頻率
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2
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E0-10
|
抱閘吸合等待時間
|
0.00
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E0-11
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抱閘吸合動作時間
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0.7
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2) 從機參數(shù)設(shè)置如下：
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參數(shù)號
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參數(shù)含義
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參數(shù)
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A0-09
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有PG矢量控制
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3
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b1-00
|
運行命令給定方式為端子
|
1
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b1-18
|
選擇開啟能耗制動
|
1
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b2-01
|
加速時間（秒）
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6.00
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b2-02
|
減速時間（秒）
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6.00
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C0-01
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端子X1功能為電機正轉(zhuǎn)
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3
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C1-02
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繼電器1功能選擇為抱閘控制
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27
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d0-00到d0-06為電機參數(shù)，通過d0-22進行電機辨識
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d2-00
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選擇電機控制方式為轉(zhuǎn)矩控制
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1
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d2-19
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轉(zhuǎn)矩給定
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2
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d2-21
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速度正轉(zhuǎn)限制給定
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1
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d2-22
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速度反轉(zhuǎn)限制給定
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1
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D6-00
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編碼器選擇為編碼器1（本機內(nèi)置編碼器接口）
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0
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D6-01
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編碼器線數(shù)
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1024
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D6-02
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編碼器方向，無需設(shè)置，帶編碼器辨識電機時會自動判斷方向，自動設(shè)置
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E0-05
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抱閘功能開啟
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1
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E0-06
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抱閘松開頻率
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2.00
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E0-07
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抱閘松開電流
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110
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E0-08
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抱閘松開動作時間
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0.7
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E0-09
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抱閘吸合頻率
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2
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E0-10
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抱閘吸合等待時間
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0.00
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E0-11
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抱閘吸合動作時間
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0.7
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六、 結(jié)論
GK800驅(qū)動器特有的負(fù)載分配功能保證了兩臺電機的速度同步和負(fù)載有效的平均分配，延長了電機和大門的使用壽命。本設(shè)備自2012年8月調(diào)試完成至今運行穩(wěn)定，獲得用戶肯定和好評。
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