門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)失速問題分析與對(duì)策

王志軍　葛曉鵬（煙臺(tái)港股份公司礦石碼頭分公司，山東　煙臺(tái)　264000）

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門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)失速問題分析與對(duì)策

王志軍葛曉鵬
（煙臺(tái)港股份公司礦石碼頭分公司，山東煙臺(tái)264000）

摘要：門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)的失速問題，是低頻次的偶發(fā)故障，故障概率一般每運(yùn)行200h出現(xiàn)一次。該類型故障雖屬偶發(fā)故障，但是極其危險(xiǎn)。發(fā)生時(shí)，司機(jī)通過主令操作手柄給定的驅(qū)動(dòng)指令無車響應(yīng)，出現(xiàn)短時(shí)失控，門機(jī)處在慣性作用下的自由滑行。出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)失速問題后，大多數(shù)情況司機(jī)可以緊急應(yīng)對(duì)處理，一方面腳踏制動(dòng)緊急停車，一方面通過主令控制臺(tái)設(shè)置的急停、故障復(fù)位把故障解除，部分需要工程技術(shù)人員解除故障。

關(guān)鍵詞：變頻驅(qū)動(dòng)；失速；對(duì)策

1 前言

在目前的市場(chǎng)上，機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)的失速問題時(shí)常困擾著商家和購買客戶。本文著重討論了造成這一現(xiàn)象的幾種問題，并提出了一些相應(yīng)對(duì)策。

2 門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)失速問題存在的原因及解決辦法

門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)失速問題不管在開環(huán)控制還是在閉環(huán)控制中都有出現(xiàn)，但是閉環(huán)控制出現(xiàn)的故障概率要比開環(huán)控制低。無論是在開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的失速一般有兩種情況：第一種情況是發(fā)生在運(yùn)行過程中的失速，第二種情況是發(fā)生在制動(dòng)過程中的失速。以下將分別對(duì)兩種情況作出分析：

2.1 運(yùn)行過程中的失速

在運(yùn)行過程中出現(xiàn)失速時(shí)，檢測(cè)出來的故障代碼常見有OS和DEV兩種：

（1）OS含義：過速即設(shè)定值（F1-08）以上的速度且持續(xù)時(shí)間超過規(guī)定時(shí)間（F1-09）。

有以下幾種情況會(huì)導(dǎo)致過速：

①發(fā)生了超調(diào)/欠調(diào)；

②指令速度過高；

③F1-08、F1-09 的設(shè)定值不當(dāng)。

針對(duì)以上出現(xiàn)的情況，分別對(duì)應(yīng)做以下幾種修改方式：

①當(dāng)發(fā)生超調(diào)或者欠調(diào)現(xiàn)象時(shí)，調(diào)整增益的值來滿足要求；

②當(dāng)出現(xiàn)指令速度過高時(shí)，重新設(shè)定指令回路及指令增益；

③F1-08、F1-09 的設(shè)定值不當(dāng)時(shí)，重新設(shè)定F1-08以及F1-09的設(shè)定值來滿足要求；

（2）DEV含義：速度偏差大即設(shè)定值（F1-10）以上的速度偏差且持續(xù)時(shí)間超過規(guī)定時(shí)間（F1-11）。

有以下幾種情況會(huì)導(dǎo)致速度偏差大：

①負(fù)載過大；

②加減速時(shí)間過短；

③負(fù)載為鎖定狀態(tài)；

④F1-10、F1-11 的設(shè)定不當(dāng)；

⑤電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)；

⑥編碼器故障。

針對(duì)以上出現(xiàn)的情況，分別對(duì)應(yīng)做以下幾種修改方式：

①當(dāng)負(fù)載過大時(shí)，我們需要做的就是減輕負(fù)載；

②當(dāng)加減速時(shí)間過短時(shí)，我們需要適當(dāng)?shù)卦黾蛹訙p速的時(shí)間以滿足要求；

③當(dāng)負(fù)載為鎖定狀態(tài)時(shí)，我們需要檢查機(jī)械系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)；

④當(dāng)F1-10、F1-11 的設(shè)定不當(dāng)時(shí)，我們需要檢查變頻驅(qū)動(dòng)器的F1-10、F1-11的設(shè)定是否滿足要求；

⑤當(dāng)電機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，我們需要確認(rèn)制動(dòng)器（電機(jī)）是否處于“打開”狀態(tài)；

⑥當(dāng)編碼器出現(xiàn)故障時(shí)，首先要確認(rèn)編碼器與電機(jī)的連接狀態(tài)，然后再檢查編碼器的反饋值來確認(rèn)編碼器是否已經(jīng)損壞。

2.2 制動(dòng)過程中的失速故障

在制動(dòng)過程中失速故障的代碼大多數(shù)看似與“速度”無關(guān)，比如OV（過電壓）、BB（基極封鎖）、BUS（驅(qū)動(dòng)通訊指令斷開），但是實(shí)際上還是間接影響速度。研究制動(dòng)過程中的失速，首先看變頻驅(qū)動(dòng)的停止方法。選擇停止方法b1-03有4種方式：

0：減速停止

1：自由運(yùn)行停止

2：全域直流制動(dòng)（DB）停止

3：帶計(jì)時(shí)功能的自由運(yùn)行停止

我們一般選擇b1-03＝0，操作上，司機(jī)主令回零后，驅(qū)動(dòng)上立即轉(zhuǎn)為能耗制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)停車。有的港口選用b1-03＝1，即司機(jī)主令回零后，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)停止一切輸出，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這時(shí)處于自由滑行至停止?fàn)顟B(tài)。綜合評(píng)估運(yùn)行性能，港口業(yè)界大多選擇b1-03＝0。

2.3 故障代碼及對(duì)策

2.3.1 OV（過電壓）

我們通過U3參數(shù)組，可以查出變頻器歷史故障記錄。司機(jī)反饋信息如果是制動(dòng)過程中的失速，這種情況下，變頻器歷史故障記錄OV（過電壓）居多。減速過程為何會(huì)出現(xiàn)過電壓？我們知道，減速開始后，變頻器對(duì)電機(jī)的電源輸出頻率從50Hz迅速衰減至0Hz，電機(jī)由電動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為能耗制動(dòng)，也可以把這時(shí)電機(jī)的狀態(tài)理解為發(fā)電狀態(tài)，旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)能通過電機(jī)——變頻器——制動(dòng)單元——制動(dòng)電阻進(jìn)行消耗釋放。變頻器這時(shí)檢測(cè)到的電壓，實(shí)際上就是電機(jī)發(fā)電狀態(tài)的電壓情況。對(duì)策：變頻器制動(dòng)過程中的過電壓故障檢出，大多與減速時(shí)間C1-02的設(shè)置有關(guān)。門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)早期的參數(shù)選擇一般是6s，即在6s內(nèi)完成減速停止。但由于過電壓的頻率過高，目前該數(shù)據(jù)修正為8s～11s。對(duì)于門機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，多年來港口業(yè)界一直在探索最佳的加減速時(shí)間。我們的經(jīng)驗(yàn)值，一般在16t門機(jī)及以下，加速6s，減速8s；40t門機(jī)，加速9s，減速10s。

2.3.2 BB（基極封鎖）、BUS（驅(qū)動(dòng)通訊指令斷開）

在日常的設(shè)備維護(hù)保障工作中，經(jīng)常有司機(jī)反映在主令操作回零，同時(shí)踩下旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的腳踏制動(dòng)踏板時(shí)，會(huì)有突然升速現(xiàn)象的發(fā)生。下面我們通過分析司機(jī)操作過程，找到解決辦法。司機(jī)主令回零，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入電氣制動(dòng)狀態(tài)，前面我們分析過，單靠電氣制動(dòng)是可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)制動(dòng)停車的。生產(chǎn)中，操作人員往往再加上機(jī)械制動(dòng)，通過雙重的制動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)快速停車，以提高生產(chǎn)效率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)允許，屬于正常操作。雙重的制動(dòng)為何會(huì)產(chǎn)生升速問題呢？我們知道，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)時(shí)，機(jī)械動(dòng)能拖動(dòng)電機(jī)，來自電機(jī)的再生能量會(huì)對(duì)變頻器形成沖擊。為了保護(hù)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)制動(dòng)過程中變頻器的安全，在司機(jī)旋轉(zhuǎn)腳踏制動(dòng)踏板臨近終點(diǎn)位置設(shè)置有基極封鎖信號(hào)行程開關(guān)，這是問題的關(guān)鍵。發(fā)生這種情況后，應(yīng)對(duì)基極封鎖信號(hào)行程開關(guān)位置、機(jī)械制動(dòng)片磨損情況、制動(dòng)總泵、分泵、液壓管線等進(jìn)行全面檢查，以確保開關(guān)可靠性、準(zhǔn)確性以及機(jī)械制動(dòng)器的技術(shù)性能。

結(jié)語

通過本次研究，我大致了解了機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)變頻驅(qū)動(dòng)失速問題的幾個(gè)原因，也參與了尋找對(duì)策的過程。在日后的使用中，我會(huì)密切關(guān)注，隨時(shí)解決這些問題并探究發(fā)現(xiàn)的新問題。

參考文獻(xiàn)

[1]劉競(jìng)成.交流調(diào)速系統(tǒng)[M].上海：上海交大出版社.

中圖分類號(hào)：TM921

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A