工程型變頻器機械制動(dòng)控制功能應用研究

　　隨著(zhù)新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及電機控制技術(shù)和現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，變頻器向單元化、數字化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化方向發(fā)展。西門(mén)子公司6se70/6se71系列矢量型（vc）變頻器和abb公司acs800/acc800系列直接轉矩型（dtc）變頻器都具備了單元化、數字化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化的特點(diǎn)，是目前高性能工程型變頻器的代表。針對位能型負載的特點(diǎn)，6se70/6se71系列變頻器和acs800/acc800系列變頻器都設計了機械制動(dòng)控制功能，也就是常說(shuō)的抱閘控制功能，該控制功能的主要作用是：在傳動(dòng)單元停止或未通電時(shí)，可以通過(guò)機械制動(dòng)將電機和被驅動(dòng)設備鎖停在零速狀態(tài)，保證了位能型負載和傳動(dòng)單元及設備的安全。

2　變頻器機械制動(dòng)控制功能的目的及應用

　　2.1 機械制動(dòng)控制功能的目的

　　對于位能型負載來(lái)說(shuō)，由于重物具有重力的原因，如沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的制動(dòng)裝置，重物在空中是停不住的。為此，電動(dòng)機軸上必須加裝機械制動(dòng)器，常用的有電磁鐵制動(dòng)器和液壓電磁制動(dòng)器等。多數制動(dòng)器都采用常閉式的，即：線(xiàn)圈斷電時(shí)制動(dòng)器依靠彈簧的力量將軸抱??；線(xiàn)圈通電時(shí)松開(kāi)。在重物開(kāi)始升降或停住時(shí)，要求制動(dòng)器和電動(dòng)機的動(dòng)作之間，必須緊密配合。由于制動(dòng)器從抱緊到松開(kāi)，以及從松開(kāi)到抱緊的動(dòng)作過(guò)程需要時(shí)間（約0.6s，因電動(dòng)機的容量大小而異），而電動(dòng)機轉矩的產(chǎn)生或消失，是在通電或斷電瞬間就立刻反映的。因此，兩者在動(dòng)作的配合上極易出現問(wèn)題。如電動(dòng)機已經(jīng)通電，而制動(dòng)器尚未松開(kāi)，將導致電動(dòng)機的嚴重過(guò)載；反之，如電動(dòng)機已經(jīng)斷電，而制動(dòng)器尚未抱緊，則重物必將下滑，出現溜鉤現象。

　　2.2 通用型變頻器機械制動(dòng)控制的應用

　　2.2.1　通用型變頻器機械制動(dòng)控制

　　自變頻器開(kāi)始應用在位能型負載領(lǐng)域，其機械制動(dòng)控制功能就是設計、維護的重點(diǎn)，由于通用型變頻器本身的局限性，可以使用的資源并不是很多，在實(shí)際應用中，一般有以下控制方法：

　?。?）應用變頻器的可定義開(kāi)關(guān)量輸出信號和故障輸出信號構成機械制動(dòng)控制信號；

　?。?）應用變頻器的運行信號和故障輸出構成機械制動(dòng)控制信號；

　?。?）變頻器的運行信號、開(kāi)關(guān)量輸出信號和故障輸出信號、電流模擬量信號輸入到plc，應用plc的編程控制功能設計機械制動(dòng)控制條件，plc輸出信號控制機械制動(dòng)器。

　　以上三種方法中，前兩種一般應用在控制要求不高，簡(jiǎn)單的系統中，第三種應用在稍復雜系統中，控制精度要求較高，而且一般應用需要有plc系統。在90年代中期，濟鋼第一煉鋼廠(chǎng)氧槍控制系統變頻改造中，設計者充分應用了變頻器可以使用的信號來(lái)完成機械制動(dòng)的控制，是plc系統參與機械制動(dòng)的一個(gè)典型例子。其控制思想是：plc系統采集變頻器的運行信號、可定義開(kāi)關(guān)量輸出信號、故障輸出信號和電流模擬量信號，其中可定義開(kāi)關(guān)量輸出信號定義為大于3hz輸出；利用電流模擬量信號和plc的比較功能，設定開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)的電流門(mén)檻值，plc系統綜合以上條件設計出開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)的條件，通過(guò)plc的輸出控制機械制動(dòng)器的線(xiàn)圈。plc系統參與通用變頻器機械制動(dòng)的電氣原理圖如圖1所示。

　　2.2.2　通用型變頻器機械制動(dòng)控制過(guò)程

　　下面就以通用變頻器可定義的開(kāi)關(guān)量信號和電流信號為主信號的機械制動(dòng)控制為例，來(lái)描述在啟動(dòng)停止中通用變頻器機械制動(dòng)控制的具體工作過(guò)程：

　?。?） 負載啟動(dòng)時(shí)機械制動(dòng)控制過(guò)程

　　設定一個(gè)“升降起始頻率”fsd當變頻器的工作頻率上升到fsd時(shí)，將暫停上升。為了確保當制動(dòng)電磁鐵松開(kāi)后，變頻器已能控制住重物的升降而不會(huì )溜鉤，所以，在工作頻率到達fsd的同時(shí)，變頻器將開(kāi)始檢測電流，并設定檢測電流所需時(shí)間tsc；發(fā)出“松開(kāi)指令”當變頻器確認已經(jīng)有足夠大的輸出電流時(shí)，將發(fā)出一個(gè)“松開(kāi)指令”，使機械制動(dòng)控制器開(kāi)始通電；設定一個(gè)frd的維持時(shí)間trd，trd的長(cháng)短應略大于機械制動(dòng)控制器從通電到完全松開(kāi)所需要的時(shí)間；變頻器將工作頻率上升至所需頻率

　　負載啟動(dòng)的機械制動(dòng)控制過(guò)程如圖2所示。

　?。?）負載停止時(shí)機械制動(dòng)控制過(guò)程

　　設定一個(gè)“停止起始頻率”fbs

　　當變頻器的工作頻率下降到fbs（如3hz）時(shí)，變頻器將輸出一個(gè)“頻率到達信號”，發(fā)出機械制動(dòng)控制器斷電指令；

　　設定一個(gè)fbs的維持時(shí)間tbb

　　tbb的長(cháng)短應略大于機械制動(dòng)控制器從開(kāi)始釋放到完全抱住所需要的時(shí)間；

　　變頻器將工作頻率下降至0

　　負載停止時(shí)機械制動(dòng)控制過(guò)程過(guò)程如圖3所示。

　　2.3　工程型變頻器機械制動(dòng)控制的應用

　　2.3.1　工程型變頻器機械制動(dòng)的方法

　　隨著(zhù)高性能微處理器技術(shù)的發(fā)展以及dsp技術(shù)在變頻器中的應用，變頻器不僅具備了優(yōu)越的控制性能而且擁有了強大數字編程處理能力。西門(mén)子公司6se70/6se71變頻器和abb公司acs800/acc800變頻器在內部功能上都設計了機械制動(dòng)控制功能，機械制動(dòng)控制邏輯集成在變頻器的應用中，用戶(hù)通過(guò)簡(jiǎn)單的定義和硬線(xiàn)連接就可以實(shí)現復雜的機械制動(dòng)控制功能。工程型變頻器的機械制動(dòng)控制思想是：變頻器應用其采集到的各種信號，例如電流轉矩信號、速度信號、故障信號等在內部通過(guò)邏輯計算得出一個(gè)開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)控制器的信號，直接輸出信號控制機械制動(dòng)控制器，同時(shí)產(chǎn)生一些控制信號（例如內部給定使能、逆變器使能）來(lái)控制變頻器的運行配合機械制動(dòng)器的動(dòng)作，該功能也可以利用機械制動(dòng)控制器的檢測元件來(lái)檢測機械制動(dòng)器是否正常。圖4所示為一個(gè)工程型變頻器機械制動(dòng)控制的應用原理圖。

　　2.3.2 　工程型變頻器機械制動(dòng)的控制過(guò)程

　　下面就以工程型變頻器機械制動(dòng)控制功能實(shí)現的機械制動(dòng)為例，描述負載在啟動(dòng)、停止時(shí)機械制動(dòng)器的運行過(guò)程，工程型變頻器機械制動(dòng)控制的過(guò)程如圖5所示。

　?。?）負載啟動(dòng)時(shí)機械制動(dòng)控制過(guò)程

　　設定一個(gè)“制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)的啟動(dòng)轉矩”ts

　　當變頻器的啟動(dòng)指令以及外部速度給定使能信號都具備，變頻器開(kāi)始工作，為保證開(kāi)機械制動(dòng)時(shí)電機有足夠的力矩，負載不至于下滑，設定一個(gè)打開(kāi)制動(dòng)器的門(mén)檻轉矩值ts，門(mén)檻信號也可以應用電流信號；

　　發(fā)出“制動(dòng)器打開(kāi)指令”

　　當變頻器確認已經(jīng)有足夠大的輸出轉矩（電流）時(shí)，其他邏輯條件都具備時(shí)將發(fā)出一個(gè)“制動(dòng)器打開(kāi)指令”，使機械制動(dòng)控制器開(kāi)始通電；

　　設定一個(gè)“制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)間”tod

　　當變頻器確認機械制動(dòng)器已經(jīng)打開(kāi)，經(jīng)過(guò)“制動(dòng)器打開(kāi)時(shí)間”tod后，通過(guò)控制功能控制內部給定使能，使變頻器開(kāi)始沿速度曲線(xiàn)升至所需速度。

　　負載啟動(dòng)的機械制動(dòng)控制過(guò)程見(jiàn)圖5中1到4所示過(guò)程。

　?。?） 負載停止時(shí)機械制動(dòng)控制過(guò)程

　　設定一個(gè)“制動(dòng)器閉合的轉速”ncs

　　變頻器設定一個(gè)“制動(dòng)器閉合的轉速”ncs，為保證制動(dòng)器閉合時(shí)電機有足夠的力矩，負載不至于下滑，設定一個(gè)關(guān)閉制動(dòng)器的門(mén)檻轉矩值ncs，制動(dòng)器閉合的門(mén)檻信號一般使用速度信號；

　　發(fā)出“制動(dòng)器閉合指令”

　　變頻器停止運行時(shí)，當外部給定使能和外部速度信號停止后，速度沿變頻器速度曲線(xiàn)下降，當變頻器檢測到ncs（如5%額定速度）時(shí)，變頻器將輸出一個(gè)“制動(dòng)器閉合”信號，發(fā)出制動(dòng)器斷電指令；

　　設定一個(gè)“制動(dòng)器閉合時(shí)間”tcd

　　當變頻器確認機械制動(dòng)器已經(jīng)閉合，經(jīng)過(guò)“制動(dòng)器打開(kāi)閉合”tcd后，通過(guò)控制功能封鎖變頻器內部給定使能（電機勵磁）以及逆變器使能，變頻器立即停止工作。

　　負載停止時(shí)的機械制動(dòng)控制過(guò)程見(jiàn)圖5中5到7所示過(guò)程。

　　2.4　 通用變頻器機械制動(dòng)與工程型變頻器的比較

　　工程型變頻器的機械制動(dòng)控制功能與通用型變頻器機械制動(dòng)控制功能相比，其優(yōu)點(diǎn)主要有以下三個(gè)方面：

　　2.4.1　控制方法及思想

　　通用型變頻器由于本身的局限性，其可以應用的資源并不多，應用變頻器提供的輸出點(diǎn)對于設計開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)功能，這些也只是同級別控制信號；而工程型變頻器具有的可編程性，內部采集到的各種信號可以直接或編程后提供給機械制動(dòng)功能使用，工程型內部有專(zhuān)門(mén)的機械制動(dòng)功能模塊，其采用rs觸發(fā)控制器，關(guān)機械制動(dòng)條件優(yōu)先，對于機械制動(dòng)功能來(lái)說(shuō)是最為合理和安全的，所以工程型變頻器機械制動(dòng)功能的控制方法及思想更為合理。

　　2.4.2　控制性能及精度

　　通用型變頻器機械制動(dòng)功能采用plc控制，也可以使機械制動(dòng)功能考慮更多的條件，但是plc通過(guò)通訊等方式采集變頻器的數據，然后做機械制動(dòng)邏輯控制，系統至少一個(gè)循環(huán)的時(shí)間執行plc程序并運算出結果，然后通過(guò)輸出模塊控制機械制動(dòng)控制器，加起來(lái)就算200ms，對于高精度要求的負載（比如電梯系統）來(lái)說(shuō)，也是難以容忍的。對于工程型變頻器，機械制動(dòng)邏輯控制的運算時(shí)間，只是一個(gè)硬件運算的時(shí)間，工程型變頻器機械制動(dòng)功能可以讓變頻器的控制性能和精度達到最高。

　　2.4.3　安全性能

　　通用型變頻器機械制動(dòng)控制的控制僅采集變頻器的信號，而不給變頻器任何信息和控制，工程型變頻器的機械制動(dòng)控制功能提供變頻器的內部給定使能和逆變器使能兩個(gè)控制信號，通過(guò)這兩個(gè)信號控制變頻器的內部給定啟動(dòng)和逆變器停止，在機械制動(dòng)器打開(kāi)和關(guān)閉時(shí)變頻器配合機械制動(dòng)器的運行，保護變頻器以及負載的安全，工程型變頻器機械制動(dòng)功能使變頻器具有更高的安全性能。

3　西門(mén)子6se70變頻器的特點(diǎn)及機械制動(dòng)功能

　　3.1　西門(mén)子6se70變頻器的特點(diǎn)

　　西門(mén)子6se70全數字矢量控制變頻裝置屬于simovertmasterdriv系列，是西門(mén)子目前高性能變頻器杰出產(chǎn)品，其全數字化和強大的軟件控制功能、監視功能、記錄功能和保護功能，為其裝置運行的穩定性、可靠性提供了保證。其可選擇的控制功能，既可以選擇壓頻控制，也可以選擇矢量控制，標量控制，適合于各種不同負載特性的要求；靈活的參數設置，可以方便修改參數、控制方式；兼容的通訊功能，可以與其它控制系統進(jìn)行通訊；通過(guò)參數選擇，變頻器既可在本地控制，也可以通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)構成的通訊網(wǎng)進(jìn)行遠程控制。

　　3.2　西門(mén)子6se70變頻器機械制動(dòng)功能

　　西門(mén)子6se70系列變頻器機械制動(dòng)功能非常強大，工程型變頻器的可編程的優(yōu)點(diǎn)顯示的淋漓盡致，機械制動(dòng)功能控制有：沒(méi)有外部機械制動(dòng)器的控制、有外部機械制動(dòng)器不帶機械制動(dòng)器檢測的控制和有外部機械制動(dòng)器帶機械制動(dòng)器檢測的控制三種方式，而且利用機械制動(dòng)功能可以控制變頻器的給定使能、逆變器使能使變頻器快速停止，其控制原理框圖如圖6所示。

　　3.3　西門(mén)子6se70變頻器機械制動(dòng)功能的實(shí)現

　　3.3.1　機械制動(dòng)控制功能原理

　　西門(mén)子機械制動(dòng)控制是利用rs觸發(fā)器原理，開(kāi)機械制動(dòng)器（s）的關(guān)系是“與”，所有條件都具備才能開(kāi)機械制動(dòng)器，關(guān)機械制動(dòng)器（r）的關(guān)系是“或”，有一個(gè)關(guān)機械制動(dòng)器的條件到就關(guān)機械制動(dòng)器，而且rs觸發(fā)器復位優(yōu)先，在機械制動(dòng)器實(shí)際應用中也就是機械制動(dòng)器閉合優(yōu)先，這種控制方式對于機械制動(dòng)器控制更為安全。通過(guò)rs觸發(fā)器可以得到兩個(gè)內部開(kāi)關(guān)量信號，其連接到變頻器的開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)就可以實(shí)現控制機械制動(dòng)控制器；同時(shí)機械制動(dòng)控制功能產(chǎn)生變頻器內部給定使能和逆變器使能控制信號，可以根據實(shí)際需要選擇使用控制變頻器內部給定和逆變器的開(kāi)通和關(guān)斷。

　　3.3.2　機械制動(dòng)控制的組成

　　如圖6所示的是西門(mén)子變頻器機械制動(dòng)功能框圖，可以分為7個(gè)部分：開(kāi)機械制動(dòng)條件、關(guān)機械制動(dòng)條件、開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)控制信號、控制給定積分使能信號、控制逆變器使能信號、開(kāi)機械制動(dòng)檢測功能的報警信號、關(guān)機械制動(dòng)檢測功能的報警信號。其主要的部分分述如下：

　?。?）開(kāi)機械制動(dòng)條件

　　開(kāi)機械制動(dòng)器的邏輯關(guān)系是“與”，也就是所有條件都具備才能開(kāi)機械制動(dòng)器，在該功能中，一共有四個(gè)條件，其中電機勵磁為固定條件，其他三個(gè)條件可以設定。參數p608可以設定兩個(gè)開(kāi)關(guān)量控制信號，一般使用一個(gè)變頻器的運行信號（b104）即可；在該功能設定中最重要的是開(kāi)機械制動(dòng)器門(mén)檻控制的設定，參數p610是定義選擇的參考量，常選用電流信號（kk242），p611是參考信號額定數值的百分數，根據實(shí)際需要定義，一般為20%左右，開(kāi)機械制動(dòng)條件的原理見(jiàn)圖6中1所示部分。

　?。?）關(guān)機械制動(dòng)條件

　　關(guān)機械制動(dòng)器（r）的條件是“或”，有一個(gè)關(guān)機械制動(dòng)器的條件到就關(guān)機械制動(dòng)器，在該功能中，一共有6個(gè)條件，其中電源停止為固定條件，其他5個(gè)條件可以設定。參數p609可以設定四個(gè)開(kāi)關(guān)量控制信號，一般使用一個(gè)變頻器的未運行信號（b105）即可；在該功能設定中最重要的是關(guān)機械制動(dòng)器門(mén)檻控制的設定，參數p615是定義選擇的參考量，常選用速度信號（kk148或kk91），p616是參考信號額定數值的百分數，根據實(shí)際需要定義，一般為10%左右，需要注意的是參數p617，應用該參數可以把關(guān)機械制動(dòng)器的信號由一個(gè)下跳沿信號變成一個(gè)寬脈沖信號，常定義為0.5s，關(guān)機械制動(dòng)器門(mén)檻信號還需在停止信號、無(wú)故障信號和參數p614中的一個(gè)為常1時(shí)有效。關(guān)機械制動(dòng)條件的原理見(jiàn)圖6中2所示部分。

　?。?）開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)控制信號

　　經(jīng)rs觸發(fā)器處理后，得到兩個(gè)機械制動(dòng)控制信號開(kāi)機械制動(dòng)控制信號（b0275）和關(guān)機械制動(dòng)控制信號（b0276），開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)控制信號的原理見(jiàn)圖6中3所示部分。

　?。?）控制給定積分使能信號

　　西門(mén)子變頻器可以通過(guò)參數p605選擇三種機械制動(dòng)功能控制模式，當選擇為無(wú)機械制動(dòng)（p605=0）時(shí)，給定積分使能信號（b0277）為常1；當選擇有機械制動(dòng)不帶檢測信息模式（p605=1）時(shí)，當機械制動(dòng)信號打開(kāi)時(shí)，通過(guò)參數p606設定的時(shí)間后，啟動(dòng)內部給定使能，停止時(shí)，當機械制動(dòng)信號閉合時(shí)，通過(guò)參數p606設定的時(shí)間后，封鎖內部給定使能；當選擇有機械制動(dòng)帶檢測信息模式（p605=2）時(shí)，當機械制動(dòng)信號打開(kāi)時(shí)，通過(guò)參數p606設定的時(shí)間并檢測到制動(dòng)器打開(kāi)信號后，啟動(dòng)內部給定使能，當機械制動(dòng)信號閉合時(shí)，通過(guò)參數p606設定的時(shí)間并檢測到機械制動(dòng)器返回信息后，封鎖內部給定使能。應用該功能控制字p564需定義為b0277，機械制動(dòng)控制給定積分使能原理見(jiàn)圖6中4所示部分

　?。?）控制逆變器使能信號

　　控制逆變器使能信號主要來(lái)自關(guān)機械制動(dòng)條件中關(guān)機械制動(dòng)器門(mén)檻控制信號，系統啟動(dòng)后逆變器使能信號（b0278）為1信號，變頻器選擇為無(wú)機械制動(dòng)（p605=0）時(shí)，當關(guān)機械制動(dòng)門(mén)檻控制信號條件具備，立即封鎖逆變器使能信號；選擇有機械制動(dòng)不帶檢測信息模式（p605=1）時(shí)，當關(guān)機械制動(dòng)條件具備時(shí)，通過(guò)參數p607設定的時(shí)間后，延時(shí)封鎖內部逆變器使能信號；選擇有機械制動(dòng)帶檢測信息模式（p605=2）時(shí)，當關(guān)機械制動(dòng)門(mén)檻控制信號條件具備時(shí)，通過(guò)參數p607設定的時(shí)間并檢測到機械制動(dòng)器返回信號后，立即封鎖內部逆變器使能信號。應用該功能控制字p561需定義為b0278，機械制動(dòng)控制逆變器使能原理見(jiàn)圖6中5所示部分

　　3.3.3　機械制動(dòng)控制信號的輸出

　　西門(mén)子變頻器機械制動(dòng)控制信號可以應用三種方式的輸出：

　?。?） 使用x101的開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)（+24v）；

　?。?） 通過(guò)擴展eb2板的開(kāi)關(guān)量信號輸出（+24v）；

　?。?）利用x9端子的4，5（一對220v的無(wú)源點(diǎn)）進(jìn)行輸出。實(shí)際應用中，機械制動(dòng)控制器的控制電壓一般采用220v，使用前兩種輸出，控制信號還需要用中間繼電器轉換，增加中間環(huán)節就是增加控制時(shí)間和故障點(diǎn)。

　　在以上三種輸出方法中，應用控制信號x9（4，5）輸出直接參與機械制動(dòng)控制器為最好。

4　西門(mén)子6se70變頻器機械制動(dòng)功能在濟鋼副槍中的應用［4］

　　4.1　濟鋼副槍起升變頻控制系統

　　濟鋼三煉鋼工程是濟鋼集團做強做大的重點(diǎn)工程，其轉爐控制系統應用了達涅利-康樂(lè )斯公司的副槍技術(shù)。副槍電氣傳動(dòng)控制系統包括副槍起升驅動(dòng)系統、副槍旋轉驅動(dòng)系統、apc系統（探頭自動(dòng)裝卸裝置）。

　　4.1.1　副槍起升驅動(dòng)設備

　　副槍起升設備位于卷?yè)P平臺上，包括一55kwac電機，dc抱閘，齒輪箱，卷?yè)P筒，用于速度控制的測速發(fā)生器和兩個(gè)用于高度測量的脈沖發(fā)生器（第二個(gè)脈沖發(fā)生器是出于安全角度考慮安裝的）。一旦脈沖發(fā)生器間出現不允許誤差，只能以低速進(jìn)行停止降槍和提槍操作。事故方式下，副槍可以通過(guò)事故dc蓄電池從轉爐中提出，除此之外，沒(méi)有其它任何動(dòng)作。副槍起升控制的工藝要求如表1所示。

　　4.1.2　副槍起升變頻控制系統

　　副槍起升電氣控制系統由兩套變頻控制器組成：正常模式變頻器、應急模式變頻器。正常模式主要完成副槍的手動(dòng)、半自動(dòng)、計算機控制三種模式的操作；應急模式完成事故狀態(tài)下操作。副槍起升驅動(dòng)電機是55kw，正常模式選擇的是西門(mén)子75kw變頻器（6se7031-2ef60），制動(dòng)單元選擇的是50kw（6se7028-0ea87-2da0），反饋裝置選擇的是脈沖編碼器（1024p/r），因為現場(chǎng)距離設備將近100m，選擇數字測速機dt1（6se7090-0xx84-3db0）對信號進(jìn)行放大、修復。應急模式選擇的是西門(mén)子75kw變頻器（6se7031-2ef60），不帶制動(dòng)單元和反饋裝置。正常模式、應急模式變頻器均帶輸入、輸出電抗器消除諧波、抑制尖峰電壓。

　　4.2　機械制動(dòng)控制功能在副槍變頻器系統中的應用

　　在副槍起升控制中，正常模式使用的是有外部機械機械制動(dòng)帶機械制動(dòng)信號檢測的功能，應急模式應用的是有外部機械機械制動(dòng)不帶機械制動(dòng)檢測的控制模式，而且應急模式未設計制動(dòng)單元，在此種模式下利用具有的機械制動(dòng)信號控制變頻器給定使能和逆變器信號使能對變頻器進(jìn)行控制。

　　4.2.1 正常模式

　　正常模式的開(kāi)機械制動(dòng)條件是變頻器運行信號和變頻器電流等于電機額定電流的20%，在這兩個(gè)條件都具備才開(kāi)機械制動(dòng)，保證開(kāi)機械制動(dòng)時(shí)電機有足夠的力矩，負載不至于下滑。關(guān)機械制動(dòng)的條件有變頻器停止和電機速度等于額定速度5%，利用速度檢測信號來(lái)實(shí)現關(guān)機械制動(dòng)，其控制安全性?xún)?yōu)于利用檢測的電流信號，因為對于雙環(huán)控制系統來(lái)說(shuō)，速度環(huán)是穩定的，在系統停止過(guò)程中速度信號是穩定變化。

　　正常模式變頻器機械制動(dòng)控制使用了機械制動(dòng)檢測功能，外部機械制動(dòng)上安裝一限位（x101，6開(kāi)關(guān)量輸入）作為檢測機械制動(dòng)是否到位信號，開(kāi)機械制動(dòng)時(shí)，在開(kāi)機械制動(dòng)條件到而在1.0s內機械制動(dòng)檢測信號未到則認為是故障狀態(tài)，封鎖變頻器（逆變器信號使能），并報警a036；關(guān)機械制動(dòng)時(shí)關(guān)機械制動(dòng)條件到而在1.6s內機械制動(dòng)信號一直保持則認為是故障狀態(tài)，封鎖變頻器（給定使能），并報警a037。

　　在副槍正常模式下，機械制動(dòng)控制信號利用x9（4，5）輸出直接參與機械制動(dòng)接觸器控制。

　　4.2.2　應急模式

　　應急模式的變頻器機械制動(dòng)控制基本上與正常模式變頻器機械制動(dòng)控制相同，由于在應急控制方式下，沒(méi)有使用制動(dòng)單元，所以關(guān)機械制動(dòng)的速度閥值很低，以免大的回饋電壓沖擊變頻器。應急模式使用無(wú)機械制動(dòng)檢測信號控制方式，該控制方式應用的是控制開(kāi)關(guān)機械制動(dòng)信號在定義時(shí)間內不動(dòng)作，則封鎖變頻器的給定使能和逆變器信號使能。副槍?xiě)蹦Ｊ较?，機械制動(dòng)控制信號利用x9（4，5）輸出直接參與機械制動(dòng)接觸器控制。

　　4.3　副槍機械制動(dòng)控制參數應用

　　副槍提升正常模式變頻器、應急模式變頻器的機械制動(dòng)控制參數分別選用帶機械制動(dòng)檢測信號模式和不帶機械制動(dòng)檢測模式，其變頻器機械制動(dòng)控制參數如表2所示。

5　結束語(yǔ)

　　應用工程型變頻器的機械制動(dòng)控制功能，能很好地實(shí)現位能型負載在開(kāi)始升降或停止時(shí)，要求制動(dòng)器和電動(dòng)機的動(dòng)作之間，必須緊密配合的要求，該功能的實(shí)現保證了位能型負載和傳動(dòng)單元及設備的安全。但是需要注意的是，在各種安全規定和相關(guān)標準（iec61800-2）中變頻器被定義完全驅動(dòng)單元和基本驅動(dòng)單元，沒(méi)有列為安全器件，因此不能將安全完全依賴(lài)于變頻器的制動(dòng)器控制功能性能上，而應嚴格執行特殊的安全規定［3］。