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直接轉矩控制技術在挖掘機行業上的應用

作者:二手挖掘機 來源:juhua355556.cn 發布時間:2016-01-22

摘要:樣機電氣系統主要由變壓器、變頻器、電機以及操作室控制平台和PLC組成。

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4樣機電氣系統配置

樣機電氣系統主要由變壓器、變頻器、電機以及操作室控制平台和PLC組成。其中,提升電機和推壓電機各由一台變頻器驅動,大車的行走電機和回轉電機由一台變頻器驅動,二者的電氣控制之間具有互鎖電路。系統的操作命令由控制室的操作平台經PLC給出。

5實驗分析

将ACS800系列變頻器應用于4m3挖掘機的電控系統中,并在湖北葛洲壩水泥廠進行了試驗

其中,提升電機參數:功率200kW;額定頻率37.5Hz;額定電流370A;額定轉速732r/min;變頻器型号為ACS800-04-0440-3,輸出視在功率為440kVA;

推壓電機參數:功率75kW;額定頻率38.9Hz;額定電流132A;額定轉速1150r/min;變頻器型号為ACS800-04-0260-3,輸出視在功率為260kVA。

5.1提升機構試驗結果分析

采用直接轉矩控制技術在無測速傳感器的條件下可完全保證提升機構的真正零速懸停。提升系統零速懸停時電機轉速和轉矩波形如圖4所示(波形由ABB專用調試和監控軟件DriveWindow測得)。圖中,1-轉速估算值;2-轉速測量值;3-電機轉矩;4-給定轉速值。由3圖可見,由于采用了FS-Method,當轉速給定值由400r/min下降為0r/min時,由變頻器根據電機内部數學模型計算得到的電機轉速也迅速下降為0r/min,且該轉速基本與由測速編碼器得到的轉速測量值一緻,并與轉速給定值完全吻合。由于轉速在零速時估算的準确性,變頻器輸出的轉矩可始終保持為恒定值,與負載相平衡,故可實現挖掘機提升結構的零速懸停。由此說明,在提升機構采用無傳感器控制時,由于ACS800變頻器采用了FS-Method的控制策略,由電機内部計算得到的轉速值與實際轉速基本一緻,達到了較高的轉速控制精度,實現了無傳感器條件下的零速懸停。

5.2推壓機構試驗結果分析

采用直接轉矩控制技術在無測速傳感器的條件下可完全保證推壓機構的真正零速懸停。推壓系統零速懸停時電機轉速和轉矩波形(波形由ABB專用調試和監控軟件DriveWindow測得)。當電機轉速給定值由500r/min下降為0r/min時,由變頻器根據電機數學模型計算得到的轉速估算值也迅速跟蹤轉速給定值下降為零,并與給定值曲線相重合。由于轉速估算的準确性,故變頻器輸出的轉矩給定值和轉矩實際值保持為恒定值,與實際負載相平衡,實現了推壓機構零速懸停。由此說明,在推壓機構采用無傳感器控制時,由于ACS800變頻器采用了FS-Method的控制策略,同樣可以實現無傳感器條件下的零速懸停。

6結束語

在挖掘機行業采用以直接轉矩控制技術為核心的變頻器ACS800系列可完全滿足在無測速傳感器條件下的轉速控制精度和轉矩的高動态響應,可達到額定轉矩的200%的起動轉矩,而且不必采用機械抱閘裝置就可實現提升和推壓機構的零速懸停,保證了挖掘機工作的可靠性和具有了高的生産效率。

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