乔宏琦 王 鑫 赵佳帅

（大连港矿石码头公司，辽宁 大连 116001）

1 概述

桥式抓斗卸船机是大型港口、电厂、冶金、化工等行业码头散状货物装、卸船重要装备之一，适用于包括煤、矿石、水泥、化工原料、粮食等散货物的装卸。其主要的工作过程为从船上将散货抓起后运送至岸边的传送带上。在其运动过程中主要包括起升、开闭、俯仰、大车、小车等传动点，它们分别由单独的控制单元及逆变单元驱动，对变频器控制精度要求较高。本文主要以大连港矿石码头1800吨/小时卸船机为例，介绍一下ACS600变频器大连港矿石码头桥式抓斗卸船机上的应用。

2 卸船机简要概述

本卸船机是四卷筒小车牵引差动补偿桥式抓斗卸船机，卸船机的额定起重量为46吨，额定生产能力为1800吨/小时。从功能上可以分成几大部分：主起升机构(支持机构，开闭机构)，小车机构，俯仰机构，大车机构，卸料系统和辅助设备等。卸船机的主要机构均采用交流变频调速系统，变频器ACS600共用直流母线，制动时能量可回馈电网。整个系统由 PLC进行控制，可以实现手动和半自动操作。卸船机还配备有计算机管理系统CMS，在电气房的计算机屏幕上和司机室触摸屏上即时显示卸船机的工作状态及提供故障信息报告。

3 ACS600变频器交流调速系统应用

3.1 调速系统的发展

随着工业生产对起重机调速性能要求的不断提高，传统的起重机调速方法如:绕线转子异步电动机转子串电阻调速、晶闸管定子调压调速和串级调速等，它们共同的缺点是绕线转子异步电动机有集电环和电刷，要求定期维护，再加上大量继电器、接触器的使用，致使现场维护量较大，调速系统的故障率较高，并且调速系统的综合技术指标较差。

交流变频调速技术在工业界的广泛应用，为交流异步电动机驱动的起重机大范围、高质量地调速提供了全新的方案。

3.2 ABB变频器工作原理

变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。现在使用的变频器主要采用交-直-交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。

3.3 ACS600系列变频器的构成

从图中我们可以知道ACS600系列变频器由电源部分（Supply Section）、制动部分(Braking Sections)、驱动部分(Drive Section)、控制部分(Control Section)构成。

4 ACS600常见故障、分析及解决办法

直流过电压故障：原因：减速时间过短。解决办法：设置更长的斜坡时间或使用制动单元。 制动电阻的阻值过高原因：供电电压过高。解决办法：检查主电源的静态或瞬态过电压。原因：制动斩波器故障。解决办法：检查制动斩波器和制动电阻。原因：内部故障。解决办法：更换xINT板。

直流欠压故障原因：过低的输入电压。解决办法：检查输入保险丝和OESA是否闭合。分别在停止、起动和运行期间测量进线和DC电压（利用万用表或从实际信号观察）。检查供电电源的相电压。原因：内部故障。解决办法：检查AINP板与整流桥之间的电缆连接。检查AINT板与+DC-bus之间的电缆连接。更换AINP板。更换xINT板。

接地故障原因：电机电缆或电机损坏。解决办法：用高阻表或摇表检测电机或电机电缆。分断电机电缆与变频器的连接，在标量模式下运行变频器，如果变频器不跳闸，则说明变频器是好的。原因：过长的电机电缆或过高的对地离散电容。解决办法：检查接地故障跳闸等级。使用输出电抗器。原因：功率因数校正电容器或浪涌吸收器。解决办法：检查电机电缆上有没有功率因数校正电容器或浪涌吸收器。原因：内部故障。解决办法：更换电流互感器。更换xINT板。

I/O连接故障，原因：在I/O链路上出现了通讯错误。解决办法：检查I/O链路上的光纤连接。[2]检查I/O链路上所有模块的硬件配置是否与参数定相对应。原因：电磁干扰。解决办法：检查设备是否正确接地。检查附近是否有高放射原件。原因：内部故障。解决办法：更换可选模块。更换I/O链路上的光纤。更换AIMA板。更换RMIO板。

过电流故障原因：突然负载变化或堵转。解决办法:检查负载、电机电流和系统的机械部分。原因：闭合输出接触器。解决办法：如果使用了输出接触器，则应先停止变频器的调制，再闭合接触器。原因：过短的斜坡时间，以至于过流控制器没有足够的控制时间。解决办法：检查负载并增加斜坡时间。原因：输出短路：损坏的电机电缆或电机。解决办法：检查电机和电机电缆的绝缘。分断电机电缆与变频器的连在标量模式下运行变频器，如果变频器不跳闸，则说明变频器是好的。原因：接地电网中的输出接地故障。解决办法：检查并用高阻表或绝缘表测量电机和电机电缆。原因：脉冲编码器连接。解决办法：检查脉冲编码器、脉冲编码器接线（包括相序）和xTAC模块。原因：RMIO板与RINT/AINT及AGDR板之间无通讯。解决办法：检查并更换光纤。检查扁平电缆。

结束语

ABB产品ACS600采用目前工业应用中先进的交流异步电机控制方式-DTC。其在提升机传动系统中的使用，解决了旧的调速系统所存在的故障率高、线路复杂、不能平滑调速、维护量大等弊病，同时也简化了设计工作，使电气控制系统上了一个新台阶。其可靠性和先进性是旧的调速系统所无法比拟的，并以其优越的性能价格比受到了用户的欢迎。

[1]ABB公司.ACS600单传动标准固件手册.

[2]ABB公司.MultiDrive system description

[3]张燕宾.变频器应用教程[M].北京.机械工业出版社.