從上世紀(jì)八十年代末變頻調(diào)速開始應(yīng)用的起重設(shè)備上，至今大多數(shù)起重設(shè)備采用的是安川、三菱、富士等品牌變頻器，也有ABB、Siemens、Vacon、danfoss等廠家。系統(tǒng)解決方案共同特點(diǎn)是將變頻器應(yīng)用在起升設(shè)備上，沒有從系統(tǒng)本身的工藝方面改進(jìn)，基本上固守不進(jìn)。變頻調(diào)速是通過改變電源的頻率和電壓這兩個(gè)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。它是一平滑的過程，在調(diào)節(jié)速度過程中是無級(jí)的，對(duì)振動(dòng)不敏感。其本身具有控制接線簡單，全過程可調(diào)整，調(diào)速精度高，啟動(dòng)力矩的大，本身過載能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。變頻器能通過開環(huán)、閉環(huán)、編碼器、總線、頻率、矢量、力矩等控制組合出多達(dá)十幾種控制方法。
Vacon變頻器針對(duì)各應(yīng)用場合開發(fā)不同的應(yīng)用宏。能滿足各種苛刻的應(yīng)用方案，降低了成本，使控制更專業(yè)化、集成方便化。
在使用變頻器的過程中對(duì)成本的回收不是利用設(shè)備的創(chuàng)造價(jià)值，而是依附節(jié)省能源這部分來實(shí)現(xiàn)。而大多數(shù)變頻器使用壽命在2~8年，與環(huán)境和保養(yǎng)方法有直接聯(lián)系，與是國內(nèi)或國外的產(chǎn)品沒多大關(guān)系。在國內(nèi)用戶只注重變頻器一次性投入價(jià)格，而忽視了性價(jià)比的用戶比較常見。在變頻器的選型時(shí)，用戶要考濾的技術(shù)因素已不在是昔日的關(guān)鍵技術(shù)是否成熟的問題；轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)到CPU處理速度是否夠快，變頻器對(duì)電機(jī)的建模方法，控制板和功率板的設(shè)計(jì)運(yùn)算能力和精度等問題。選擇Vacon高性能變頻器能夠使系統(tǒng)科技含量跨向一新臺(tái)階，一切源自于Vacon起重應(yīng)用宏的設(shè)計(jì)是針對(duì)與起重設(shè)備各機(jī)構(gòu)的調(diào)速需求。
在起升機(jī)應(yīng)用中，要求變頻器在四個(gè)象限工作、200%力矩啟動(dòng)、啟動(dòng)次數(shù)頻繁等苛刻條件下工作。變頻控制時(shí)為防止重載提升貨物過程中出現(xiàn)溜鉤現(xiàn)象。Vacon CX的專用的機(jī)械制動(dòng)應(yīng)用變頻器、Vacon CX主從控制應(yīng)用變頻器、Vacon CX的閉環(huán)總線應(yīng)用變頻器、抗晃應(yīng)用變頻器等都具有該功能。
在起升過程中變頻器如果在沒有力矩輸出時(shí)就誤打開機(jī)械報(bào)閘是很危險(xiǎn)的，更不符合《起重設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》的要求。Vacon的機(jī)械制動(dòng)應(yīng)用變頻器是將報(bào)閘的開閉信號(hào)都由變頻器的輸出端子控制。原理是：用電流互感器檢測輸出電流，進(jìn)行向量分解以檢測電機(jī)定子磁場位置，計(jì)算反饋給控制處理器CPU，經(jīng)CPU運(yùn)算分析通過專用ASIC電路發(fā)出控制信號(hào)，觸發(fā)門極驅(qū)動(dòng)器來控制IGBT橋的PWM調(diào)制電壓、頻率的。整個(gè)過程在每1ms內(nèi)循環(huán)完成一次。當(dāng)輸出力矩足夠大（>150%）時(shí)打開報(bào)閘，運(yùn)行時(shí)電機(jī)出力將自動(dòng)保持在能夠提升重物所克服的摩擦力和向上的加速度，停車時(shí)先降低頻率增大力矩直到輸出頻率為零，經(jīng)過設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后（0~1S），控制端子輸出閉合報(bào)閘信號(hào)，控制報(bào)閘閉合。采用頻率控制或速度控制。
在雙機(jī)抓斗運(yùn)行的模式中，vacon主從應(yīng)用宏是為抓斗、港口吊車專門開發(fā)的一種軟件.主體是一主一從兩個(gè)變頻器,以主帶從,以方便實(shí)現(xiàn)特定功能. 主機(jī)和從機(jī)之間不是剛性連接，允許主機(jī)和從機(jī)之間有一定的速度偏差，抓斗上升時(shí)主機(jī)和從機(jī)采用負(fù)荷分配的方式運(yùn)行，抓斗下降時(shí)主機(jī)和從機(jī)采用速度同步的方式運(yùn)行。該控制應(yīng)用宏中，從機(jī)通過模擬量的方式獲得主機(jī)的運(yùn)行速度和輸出轉(zhuǎn)矩，主機(jī)和從機(jī)均采用頻率控制或速度控制。
起重機(jī)用來提升和運(yùn)送重物，由于起重機(jī)的每一次加速都會(huì)引起貨物的晃動(dòng)，使用Vacon變頻驅(qū)動(dòng)器可以令起重機(jī)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。ICRAS應(yīng)用通過智能的速度控制計(jì)算代替限制起重機(jī)的加速度，從而避免負(fù)載的晃動(dòng)并優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)矩，這使得操作更快捷并且沒有貨物晃動(dòng)情況。ICRAS系統(tǒng)同時(shí)具備高度檢測功能，負(fù)載的高度利用ICRAS板上的4-20mA輸入端口來測量。4-20mA輸入信號(hào)有0..10m和0..20m兩種狀態(tài)可供選擇，預(yù)校準(zhǔn)傳感器是可選件。快速旁路和ICRAS操作模式可通過一個(gè)數(shù)字輸入端口進(jìn)行轉(zhuǎn)換或可自動(dòng)轉(zhuǎn)換。如果選用自動(dòng)轉(zhuǎn)換模式，驅(qū)動(dòng)器在讀取第一個(gè)方向指令后，其控制狀態(tài)就被鎖定，直到重新開始一個(gè)上電運(yùn)行循環(huán)。對(duì)生產(chǎn)廠來說，ICRAS系統(tǒng)顯著地提高了工作效率。
通訊功能在航吊設(shè)備上具有廣泛的開發(fā)前景。由于Vacon變頻器本身結(jié)構(gòu)有效抑制了電磁干擾和變頻器的電磁諧波。采用了穩(wěn)定、可靠的通訊方案有MODBUS、INTERBUS、PROFIBUS-DP、LANWORK、CAN等等。在起升系統(tǒng)中不僅解決了通訊不穩(wěn)定的難題，也可做到無稱重傳感器的過載保護(hù)、力矩限制功能。通過觸摸屏等人機(jī)界面進(jìn)行參數(shù)顯示、設(shè)定、修改，將復(fù)雜的過程變得清晰。系統(tǒng)可靠性高、集成度高，更大限度的發(fā)揮了系統(tǒng)的強(qiáng)大功能。
在任何系統(tǒng)功能不變的情況下，Vacon CXI方案更有利于系統(tǒng)的資本回收，并且提高了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。在起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)或下降時(shí)，能量反饋到直流DC，使DC電壓升高，給其他機(jī)構(gòu)運(yùn)行提供穩(wěn)定的電壓，就不會(huì)有導(dǎo)致電源電壓下降的可能；在起升的同時(shí)使用其他機(jī)構(gòu)，其他機(jī)構(gòu)的制動(dòng)也帶來較好的節(jié)能效果。整個(gè)電源電壓允許在-15%~+20%范圍變化，輸出穩(wěn)定性大大提高。
對(duì)20噸的航吊而言，Vacon CX系統(tǒng)可為用戶節(jié)約投資成本20~30%左右，節(jié)能較CX方案提高5~10%左右。如果資金許可，采用Vacon CXR再生能量反饋方案更有利于節(jié)約能源，CXR將制動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢栽俅卫玫碾娔?。?jié)能較CX方案提高15~25%左右。但初期投資成本增加了15~25%左右，系統(tǒng)投入運(yùn)行后反而縮短了成本的回收期。圖一a、b、c分別是VaconCX、CXI、CXR變頻器系統(tǒng)方案圖。
Vacon CXR解決方案能提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性不單依賴允許電源電壓最大在340V~550V范圍變化，而且能夠提供可選擇的二極管直流電壓水平（線電壓額定值的1.35倍）100%、115%、120%、125%四種不同的電壓值。隨著負(fù)荷的高速變化，輸出電壓水平在±5%范圍內(nèi)變化并且持續(xù)時(shí)間大約為10ms。在硬件配置方面，CXR線路再生單元的容量并不要求必須是逆變器總?cè)萘恐?，但需要能夠提供同時(shí)工作的各電機(jī)電流之和。
總結(jié)：Vacon變頻器是歐洲的品牌，在整體硬件設(shè)計(jì)上滿足歐洲的工業(yè)、商用各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，通過了EN50178、EN60204-1、UL、GOST、CE、FI、C—UL等各項(xiàng)國際認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。Vacon在硬件設(shè)計(jì)上率先使用了水冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在軟件方面設(shè)計(jì)了強(qiáng)大的軟件開發(fā)功能。Vacon能夠使所有應(yīng)用場合硬件的配件互相兼容主要也歸根于強(qiáng)大的軟件功能上。在變頻器硬件十分成熟的今天，Vacon雖然并不是專一做起升行業(yè)變頻器的生產(chǎn)廠家。Vacon變頻器能夠?yàn)槠鹬匦袠I(yè)提供優(yōu)秀的操作平臺(tái)，確實(shí)是我們最佳選擇的品牌之一。專業(yè)的軟件功能不得不令我們稱贊，在其他行業(yè)里他的軟件功能一樣出色。
電氣接線圖與端子功能：
Vacon起升機(jī)械制動(dòng)變頻器在航吊系統(tǒng)中開環(huán)控制系統(tǒng)圖二，其中變頻器控制板各端子功能如下表一。參數(shù)P3.14定義了機(jī)械制動(dòng)功能，將與制動(dòng)報(bào)閘的控制接觸器線圈相連，由變頻器直接控制報(bào)閘的開閉。這種控制能夠更精確的控制提升重物，不溜鉤，為系統(tǒng)的合理集成化提供了高度可靠的基礎(chǔ)平臺(tái)。圖三、四分別是變頻器抱閘打開、關(guān)閉邏輯圖，圖五是開環(huán)抱閘控制抱閘位置圖。
（轉(zhuǎn)載）
