安川A1000变频驱动器在双卷扬机仓库大门上的应用案例

1、  引言

卷扬机又称为绞车，是由机械动力驱动卷筒、卷绕绳索来完成牵引工作的装置。可以垂直提升、水平或倾斜拽引重物。现在市场上卷扬机大部分以电机卷扬机为主。电动卷扬机由电机、联轴节、制动器、齿轮箱和卷筒组成。电机有单电机驱动，也有双电机驱动两种。双电机驱动不仅要求电机低频输出大力矩，运行稳定，而且要求两电机实时同步速度运行，负载分配均衡，保证物品重物运行平稳，不发生倾斜，延长电机使用的寿命。

2、  安川A1000变频器特点

丰富的控制功能：A1000变频器具有无PG和有PG速度V/f控制，无PG和有PG速度矢量控制，PM用无PG矢量控制，PM用带PG矢量控制，支持同步电机和异步电机驱动，可以满足各行业的驱动控制。在双卷扬机仓库大门控制中，采用无PG速度矢量控制方式来驱动两台电机，充分体现了A1000变频器低频高转矩、速度和转矩相应快、控制精度高的特性。并且A1000变频器特有的控制功能保证卷扬机启动时，有足够的提升转矩，又不会因为赌转而报过电流，解决了停机时负载下溜得问题。

技术参数如下

注意事项：

    作为开/关制动器的条件，请使用以下的变频器输出信号。务必将L4-07（频率检出条件）设定为0（基极封锁中不检出）。设定了L4-07=1（常时检出）时，即使外部基极封锁指令正在输入中，如果输入运行指令，输出频率仍将上升，从而频率检出动作，制动器信号变为开路。无PG矢量控制时的一般设定范围。V/f控制时，请设定为电机的额定滑动频率+0.5Hz左右。如果设定过低，将会发生电机转矩不足，容易导致滑落事故。该设定必须高于E1-09（最低输出频率）和下列时序图中L4-02的值。但是如果设定值过大，启动时容易发生冲击。

顺控回路构成：如下图所示设计制动器开/关顺控的回路。如果顺控器侧运行条件成立，将顺控设定为M1-M2闭合（ON）时制动器打开。如果是紧急情况下和故障信号输出时，务必使用制动器闭合。使用升降指令为闭合时制动器打开。

A1000变频器拥有强大的通讯功能，可以使用标准的Modbus协议，实现与上位机远程通讯。

3、  现场状况介绍

仓库大门重量约80吨，两台卷扬机分别在大门两侧共同驱动，电机功率55kW/台。大门提升和下降必须同步进行，不允许有速度差，电机出力匀速，否则不仅会造成电机和大门的损坏，并且存在重大安全隐患。

为了保证同步匀速，使用两台A1000控制两台电机同步运行，保证速度同步。

上位机由PLC可编程控制器来实现，通过Modbus和PLC控制逻辑动作和处理各传感器信号，并读取变频器运行状态。

4、  控制方案的探讨

初期采用两台电机转速同步跟随方案，也就是两台电机，一主一丛，通过编码器发脉冲做电机转速的同步。但是此方案对电机输出轴做转速同步，忽略的电机轴之后的减速机和机械误差。如果电机轴之后的减速机和机械精度有误差，在最终控制端大门上的速度误差会放大，随着运行时间增加误差会累积，最终结果是两台卷扬机速度控制上会有很大差异，不能同步，有时会导致一台电机电流过大，另一台电机几乎无负荷的情况。

经过实验调试，我们采用A1000变频器负载分配功能，也就是两台电机，一主一丛，通过PLC通讯强大的功能，将主机输出频率读取到上位机PLC内，再传给从机变频器使从机变频器频率保持同步，来实现和主机一样的转矩和转速。

经过实践证明，后边方案保证大门两边达到真正的同步转速，使两台电机负载均衡，达到了想要的效果。多次试验和调试，完全平衡无误差。大门开/关过程平稳，无下滑现象，无倾斜，速度稳定，运行过程中，两台电机电流误差在1A以内，频率误差在1Hz以内，可能是机械造成的误差。

5、  结论

变频器A1000完全可以适用于双卷扬机仓库大门上的应用，实现了客户的需求和卷扬机在工艺上的要求 

6、  参考文献

[1] 朱龙跟.机械系统设计.北京：机械工业出版社.2002

[2] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社.2004

[3] 张洪润等.传感器技术与应用教程.北京：清华大学出版社.2005

[4] 任振辉等.电气控制技术.北京：中国水利水电出版社. 2002

[5]  OMRON小型PLC使用说明书

[6] 安川电机A1000变频器使用说明书