1、1ATV71 变频器负载平衡功能应用案例施耐德电气 (中国 )有限公司 ISBU NC SAE 王文博 烟台一、 应用背景工程船的起重臂由两股钢丝绳牵引（如图 1） ，钢丝绳由绞盘（如图 2）卷绕控制长度，进而控制起重臂的升降。为保证起重臂平衡和安全，两股牵引钢丝绳需保证同步运行，这就决定了两个对应的绞盘需要保证同步运行。工程船起重能力的大小直接影响工程船的性能。船上动力仓的空间有限，限制了绞盘的数量和大小。所以需要在固定的空间能得到更大的动力。综合诸多因素，船舶设计师在设计起重臂升降时采用了两个绞盘通过一根钢轴硬性连接(如图 3)，由两台相同功率的异步电机共同驱动这两台绞盘。从而保证两台绞盘
2、的同步和动力的充沛。起重臂升降有多档位控制，分2为超慢(10hz)、慢(30hz)、 标准(50hz) 、快(75hz)、超快(100hz)等 5 档。为了实现多档位控制，电机驱动采用变频控制方式。对于变频器的选择，因为要实现来台绞盘的同步，对变频器就要求有同步运行的功能。最终客户选择了施耐德电气生产的 ATV71 变频器。ATV71 强大的性能和超强的稳定性，可以很完美的保证客户的应用。二、 参数设置当两个电机通过机械连接时，二者速度相同，且每一个电机都由一个变频器来控制，ATV71变频的负载平衡功能可用于提高两电机间的转矩分配。为此，基于转矩来改变速度。下面是变频器内关于负载平衡需要设置的
3、参数。LbA:设置为 YES。开启“负载平衡” 功能。注意：才参数需在停机状态下设置。Lbc:异步电机输出额定转矩对应的频率与同步转速对应的频率（50HZ）的差额。一般可以按同步转速减去额定转速的差值除以同步转速再乘以50HZ计算该值。举例：四极异步电机额定转速:1440r/min，理论同步转速：1500r/min ；Lbc = (1500 r/min -1440 r/min ) * 50 Hz / 1500 r/min = 2 Hz经计算Lbc设置为2。3Lbc1：负载修正-频率下限。对于以 Hz为单位的负载校正的最小速度。电机速度低于此阈值时不会进行校正。用于在非常低的速度时防止进行校正，
4、因为会阻碍电机转动。根据系统功能，在本案例中最低速度为10HZ，所以这里设置为10。Lbc2：负载修正-频率上限。以 Hz为单位的速度阈值，速度大于此值时使用最大负载校正数。根据系统功能，在本案例中最高速度为100HZ，所以这里设置为100。Lbc3：转矩偏置。对于负载校正数的最小转矩，以额定转矩的百分数表示。电机转矩低于此阈值时不会进行校正。当转矩方向非恒定时用于避免转矩的不稳定性。在本案例中负载属于恒转矩运行，经现场调试运行观察运行转矩不会低于额定转矩的30。所以设置Lbc3=30。SLP: 在电机额定速度设置的值附近调整滑差补偿。电机铭牌上给出的速度没有必要很精确。 如果滑差设置 实际滑
5、差： 电机被过度补偿，速度不稳定。4通过设置SLP的参数会影响变频器对电机的速度控制的特性，而负载平衡功能是通过转矩控制来改变速度，如果滑差补偿设置的过大，会引起速度不稳定，甚至导致负载平衡无法实现。本案例中对速度控制精度要求不高，所以此处设置SLP=0。三、 调试结果a) 两台电机的功率为 55KW；未使用钢轴硬性连接前，两台变频器，A 电流 45A；B电流 48A；两台电机不能实现同步运行，存在安全隐患。b) 两台绞盘通过钢轴硬性连接后，未调整负载平衡功能，两台变频器无法同步运行，均出现过载保护。c) 设置好负载平衡参数后，两台变频器运行平稳，A 电流 43A；B 电流 43A。两台绞盘硬性连接，可保障两台绞盘同步稳定。四、 结束语ATV71 的负载平衡功能，有着很广泛的应用。在一些大型设备上，超大功率的电机无论是安装尺寸、驱动方式还是成本都会影响设备的设计、生产和应用。刚性连接的负载平衡，可以实现多台小电机去替代一台大电机驱动负载，5从而为产品设计提供更多的思路和选择。
